Circuitos Eletrônicos Básicos Explicados - Guia do Iniciante em Eletrônica

O artigo a seguir discute de forma abrangente todos os fatos básicos, teorias e informações sobre o funcionamento e uso de componentes eletrônicos comuns, como resistores, capacitores, transistores, MOSFETs, UJTs, triacs, SCRs.

Os vários pequenos circuitos eletrônicos básicos explicados aqui podem ser efetivamente aplicados como blocos de construção ou módulos para a criação de circuitos multiestágios, integrando os projetos uns com os outros.

Começaremos os tutoriais com resistores, e tentaremos entender a respeito de seu funcionamento e aplicações.

Mas antes de começar, vamos resumir rapidamente os vários símbolos eletrônicos que serão usados ​​nos esquemas deste artigo.

Como funcionam os resistores

O função de resistores é oferecer resistência ao fluxo de corrente. A unidade de resistência é Ohm.

Quando uma diferença de potencial de 1 V é aplicada em um resistor de 1 Ohm, uma corrente de 1 Ampere é forçada a passar, conforme a lei de Ohm.

A tensão (V) atua como a diferença de potencial em um resistor (R)

A corrente (I) constitui o fluxo de elétrons através do resistor (R).

Se conhecermos os valores de quaisquer dois desses 3 elementos V, I e R, o valor do terceiro elemento desconhecido poderia ser facilmente calculado usando a seguinte lei de Ohm:

V = I x R, ou I = V / R, ou R = V / I

Quando a corrente flui através de um resistor, ela dissipará a energia, que pode ser calculada usando as seguintes fórmulas:

P = V X I, ou P = I^doisx R

O resultado da fórmula acima será em Watts, o que significa que a unidade de potência é watt.

É sempre importante certificar-se de que todos os elementos da fórmula sejam expressos com unidades padrão. Por exemplo, se nós milivolts for usado, então ele deve ser convertido em volts; da mesma forma, miliamperes devem ser convertidos em Ampère e miliohm ou kiloOhm devem ser convertidos em Ohms ao inserir os valores na fórmula.

Para a maioria das aplicações, a potência do resistor é de 1/4 watt 5%, a menos que especificado de outra forma para casos especiais onde a corrente é excepcionalmente alta.

Resistores em série e conexões paralelas

Os valores do resistor podem ser ajustados para diferentes valores personalizados adicionando valores variados em redes em série ou paralelas. No entanto, os valores resultantes de tais redes devem ser calculados com precisão por meio de fórmulas conforme a seguir:

Como usar resistores

Um resistor é normalmente usado para limite de corrente através de uma carga em série, como uma lâmpada, um LED, um sistema de áudio, um transistor, etc., a fim de proteger esses dispositivos vulneráveis ​​de situações de sobrecorrente.

No exemplo acima, o atual através do LED poderia ser calculado usando a lei de Ohm. No entanto, o LED pode não começar a acender adequadamente até que seu nível mínimo de tensão direta seja aplicado, que pode estar em qualquer lugar entre 2 V a 2,5 V (para LED VERMELHO), portanto, a fórmula que pode ser aplicada para calcular a corrente através do LED será estar

I = (6 - 2) / R

Divisor potencial

Resistores podem ser usados ​​como divisores potenciais , para reduzir a tensão de alimentação a um nível inferior desejado, conforme mostrado no diagrama a seguir:

No entanto, tais divisores resistivos podem ser usados ​​para gerar tensões de referência, apenas para fontes de alta impedância. A saída não pode ser usada para operar uma carga diretamente, pois os resistores envolvidos tornariam a corrente significativamente baixa.

Circuito da Ponte de Wheatstone

Uma rede de ponte de wheatstone é um circuito usado para medir os valores do resistor com grande precisão.

O circuito fundamental de uma rede de ponte wheatsone é mostrado abaixo:

Os detalhes de funcionamento da ponte de wheatstone e como encontrar resultados precisos usando esta rede são explicados no diagrama acima.

Circuito de precisão da ponte de Wheatstone

O circuito da ponte de wheatstone mostrado na figura ao lado permite que o usuário meça o valor de um resistor desconhecido (R3) com precisão muito alta. Para isso, a classificação dos resistores conhecidos R1 e R2 também precisa ser precisa (tipo 1%). R4 deve ser um potenciômetro, que pode ser calibrado com precisão para as leituras pretendidas. R5 pode ser uma predefinição, posicionada como um estabilizador de corrente da fonte de alimentação. O resistor R6 e a chave S1 funcionam como uma rede shunt para garantir a proteção adequada do medidor M1. Para iniciar o procedimento de teste, o usuário deve ajustar R4 até que uma leitura zero seja obtida no medidor M1. A condição é, R3 será igual ao ajuste de R4. No caso de R1 não ser idêntico a R2, então a seguinte fórmula pode ser usada para determinar o valor de R3. R3 = (R1 x R4) / R2

Capacitores

Capacitores trabalham armazenando uma carga elétrica dentro de um par de placas internas, que também formam os fios terminais do elemento. A unidade de medida para capacitores é Farad.

Um capacitor avaliado em 1 Farad quando conectado em uma fonte de 1 volt será capaz de armazenar uma carga de 6,28 x 10¹⁸elétrons.

Porém, na prática eletrônica, os capacitores nos Farads são considerados grandes demais e nunca são usados. Em vez disso, unidades de capacitor muito menores são usadas, como picofarad (pF), nanofarad (nF) e microfarad (uF).

A relação entre as unidades acima pode ser entendida a partir da tabela a seguir e também pode ser usada para converter uma unidade em outra.

• 1 Farad = 1 F
• 1 microfarad = 1 uF = 10^-6F
• 1 nanofarad = 1 nF = 10^-9F
• 1 picofarad = 1 pF = 10^-12F
• 1 uF = 1000 nF = 1000000 pF

Carregamento e descarga do capacitor

Um capacitor será carregado instantaneamente quando seus condutores forem conectados a uma fonte de tensão apropriada.

O processo de carregamento pode ser atrasado ou tornado mais lento adicionando um resistor em série com a entrada de alimentação, conforme ilustrado nos diagramas acima.

O processo de descarga também é semelhante, mas de forma oposta. O capacitor irá descarregar instantaneamente quando seus condutores estiverem em curto. O processo de descarga pode ser proporcionalmente desacelerado adicionando um resistor em série com os fios.

Capacitor em série

Capacitores podem ser adicionados em série conectando seus cabos entre si, conforme mostrado abaixo. Para capacitores polarizados, a conexão deve ser tal que o ânodo de um capacitor se conecte com o cátodo do outro capacitor e assim por diante. Para capacitores não polares, os fios podem ser conectados de qualquer maneira.

Quando conectado em série, o valor da capacitância diminui, por exemplo, quando dois capacitores de 1 uF são conectados em série, o valor resultante torna-se 0,5 uF. Isso parece ser exatamente o oposto de resistores.

Quando conectado em uma conexão em série, ele adiciona a classificação de tensão ou os valores de tensão de ruptura dos capacitores. Por exemplo, quando dois capacitores nominais de 25 V são conectados em série, sua faixa de tolerância de tensão aumenta e aumenta para 50 V

Capacitores em paralelo

Os capacitores também podem ser conectados em paralelo unindo seus cabos em comum, como mostrado no diagrama acima. Para capacitores polarizados, os terminais com pólos semelhantes devem ser conectados uns aos outros, para capacitores apolares esta restrição pode ser ignorada. Quando conectado em paralelo, o valor total resultante dos capacitores aumenta, o que é exatamente o oposto no caso dos resistores.

Importante: Um capacitor carregado pode manter a carga entre seus terminais por um tempo significativamente longo. Se a tensão for alta o suficiente, na faixa de 100 V e superior, pode causar um choque doloroso se os condutores forem tocados. Níveis menores de voltagem podem ter energia suficiente para até mesmo derreter um pequeno pedaço de metal quando o metal é colocado entre os terminais do capacitor.

Como usar capacitores

Filtragem de Sinal : Um capacitor pode ser usado para filtrando tensões de algumas maneiras. Quando conectado através de uma fonte CA, ele pode atenuar o sinal aterrando parte de seu conteúdo e permitindo um valor médio aceitável na saída.

Bloqueio DC: Um capacitor pode ser usado em conexão em série para bloquear uma tensão CC e passar um conteúdo CA ou CC pulsante através dele. Este recurso permite que o equipamento de áudio use capacitores em suas conexões de entrada / saída para permitir a passagem das frequências de áudio e evitar que a tensão CC indesejada entre na linha de amplificação.

Filtro de alimentação: Capacitores também funcionam como Filtros de alimentação DC em circuitos de alimentação. Em uma fonte de alimentação, após a retificação do sinal CA, a CC resultante pode estar cheia de flutuações de ondulação. Um capacitor de grande valor conectado através desta tensão ondulada resulta em uma filtragem de quantidade significativa, fazendo com que a CC flutuante se torne uma CC constante com ondulações reduzidas a uma quantidade determinada pelo valor do capacitor.

Como fazer um integrador

A função de um circuito inteiro é moldar um sinal de onda quadrada em uma forma de onda triangular, por meio de um resistor, capacitor ou Rede RC , conforme mostrado na figura acima. Aqui podemos ver que o resistor está no lado da entrada e está conectado em série com a linha, enquanto o capacitor está conectado no lado da saída, na extremidade de saída do resistor e na linha de aterramento.

Os componentes RC atuam como um elemento constante de tempo no circuito, cujo produto deve ser 10 vezes maior que o período do sinal de entrada. Caso contrário, isso pode fazer com que a amplitude da onda do triângulo de saída seja reduzida. Em tais condições, o circuito funcionará como um filtro passa-baixa bloqueando as entradas de alta frequência.

Como fazer um diferencial

A função de um circuito diferenciador é converter um sinal de entrada de onda quadrada em uma forma de onda com pico, tendo uma forma de onda de subida acentuada e uma de queda lenta. O valor da constante de tempo RC, neste caso, deve ser 1/10 dos ciclos de entrada. Os circuitos diferenciadores são normalmente usados ​​para gerar pulsos de disparo curtos e agudos.

Compreendendo Diodos e Retificadores

Diodos e retificadores são categorizados em dispositivos semicondutores , que são projetados para passar a corrente apenas em uma direção especificada, enquanto bloqueiam na direção oposta. No entanto, um diodo ou módulos baseados em diodo não começarão a passar corrente ou conduzir até que o nível mínimo de tensão direta seja adquirido. Por exemplo, um diodo de silício conduzirá apenas quando a tensão aplicada estiver acima de 0,6 V, enquanto um diodo de germânio conduzirá a um mínimo de 0,3 V. Se dois dois diodos forem conectados em série, então este requisito de tensão direta também dobrará para 1,2 V, e assim por diante.

Usando diodos como redutor de tensão

Como discutimos no parágrafo anterior, os diodos requerem cerca de 0,6 V para começar a conduzir, isso também significa que o diodo baixaria este nível de tensão em sua saída e no terra. Por exemplo, se 1 V for aplicado, o diodo produzirá 1 - 0,6 = 0,4 V em seu cátodo.

Este recurso permite que diodos sejam usados ​​como dropper de tensão . Qualquer queda de tensão desejada pode ser alcançada conectando o número correspondente de diodos em série. Portanto, se 4 diodos forem conectados em série, isso criará uma dedução total de 0,6 x 4 = 2,4 V na saída e assim por diante.

A fórmula para calcular isso é fornecida abaixo:

Tensão de saída = Tensão de entrada - (número de diodos x 0,6)

Usando Diodo como Regulador de Tensão

Os diodos devido ao seu recurso de queda de tensão direta também podem ser usados ​​para gerar tensões de referência estáveis, conforme mostrado no diagrama ao lado. A tensão de saída pode ser calculada através da seguinte fórmula:

R1 = (Vin - Vout) / I

Certifique-se de usar a classificação de potência adequada para os componentes D1 e R1 de acordo com a potência da carga. Eles devem ser avaliados pelo menos duas vezes mais do que a carga.

Conversor de Triângulo para Onda Senoidal

Diodos também podem funcionar como onda triangular para conversor de onda senoidal , conforme indicado no diagrama acima. A amplitude da onda senoidal de saída dependerá do número de diodos em série com D1 e D2.

Voltímetro de leitura de pico

Os diodos também podem ser configurados para obter a leitura de tensão de pico em um voltímetro. Aqui, o diodo funciona como um retificador de meia onda, permitindo que meio ciclos da frequência carreguem o capacitor C1 até o valor de pico da tensão de entrada. O medidor então mostra este valor de pico por meio de sua deflexão.

Protetor de polaridade reversa

Esta é uma das aplicações mais comuns de diodo, que usa um diodo para proteger um circuito contra conexão de alimentação reversa acidental.

EMF traseiro e protetor transiente

Quando uma carga indutiva é comutada através de um driver de transistor ou um IC, dependendo de seu valor de indutância, essa carga indutiva pode gerar alta tensão de volta EMF, também chamados de transientes reversos, que podem ter o potencial de causar uma destruição instantânea do transistor de driver ou o IC. Um diodo colocado em paralelo à carga pode facilmente contornar essa situação. Os diodos neste tipo de configuração são conhecidos como diodo de roda livre.

Em uma aplicação de protetor transitório, um diodo é normalmente conectado através de uma carga indutiva para permitir o desvio de um transiente reverso da comutação indutiva através do diodo.

Isso neutraliza o pico, ou o transiente, provocando um curto-circuito através do diodo. Se o diodo não for usado, o transiente EMF traseiro passaria pelo transistor do driver ou pelo circuito na direção reversa, causando um dano instantâneo ao dispositivo.

Protetor de Medidor

Um medidor de bobina móvel pode ser um instrumento muito sensível, que pode ser seriamente danificado se a entrada de alimentação for invertida. Um diodo conectado em paralelo pode proteger o medidor dessa situação.

Clipper de forma de onda

Um diodo pode ser usado para cortar e cortar os picos de uma forma de onda, conforme mostrado no diagrama acima, e criar uma saída com forma de onda de valor médio reduzido. O resistor R2 pode ser um potenciômetro para ajustar o nível de corte.

Full wave Clipper

O primeiro circuito clipper tem a capacidade de cortar a seção positiva da forma de onda. Para permitir o corte de ambas as extremidades de uma forma de onda de entrada, dois diodos podem ser usados ​​em paralelo com polaridade oposta, como mostrado acima.

Retificador de meia onda

Quando um diodo é usado como um retificador de meia onda com uma entrada CA, ele bloqueia os ciclos CA de meia entrada reversa e permite que apenas a outra metade passe por ele, criando saídas de ciclo de meia onda, daí o nome retificador de meia onda.

Uma vez que os meios-ciclos CA são removidos pelo diodo, a saída se torna CC e o circuito também é chamado de circuito conversor CC de meia onda. Sem um capacitor de filtro, a saída será uma CC de meia onda pulsante.

O diagrama anterior pode ser modificado usando dois diodos, para obter duas saídas separadas com metades opostas da CA retificada nas polaridades CC correspondentes.

Retificador Full Wave

Um retificador de onda completa, ou um retificador de ponte é um circuito construído usando 4 diodos retificadores em uma configuração em ponte, conforme ilustrado na figura acima. A especialidade deste circuito retificador de ponte é que ele é capaz de converter os semiciclos positivos e negativos da entrada em uma saída CC de onda completa.

A CC pulsante na saída da ponte terá uma frequência duas vezes maior que a CA de entrada devido à inclusão dos pulsos de meio ciclo negativo e positivo em uma única cadeia de pulso positivo.

Módulo duplicador de tensão

Os diodos também podem ser implementados como voltagem dupla conectando alguns diodos em cascata com alguns capacitores eletrolíticos. A entrada deve estar na forma de CC pulsante ou CA, o que faz com que a saída gere aproximadamente duas vezes mais tensão do que a entrada. A frequência de pulsação de entrada pode ser de um Oscilador IC 555 .

Voltage Doubler usando Bridge Rectifier

Um dobrador de tensão DC para DC também pode ser implementado usando uma ponte retificadora e um par de capacitores de filtro eletrolítico, conforme mostrado no diagrama acima. O uso de um retificador em ponte resultará em uma maior eficiência do efeito de duplicação em termos de corrente em comparação com o duplicador em cascata anterior.

Tensão Quádrupla

O acima explicado multiplicador de voltagem os circuitos são projetados para gerar 2 vezes mais saída do que os níveis de pico de entrada; no entanto, se uma aplicação precisar de níveis ainda mais altos de multiplicação na ordem de 4 vezes mais tensão, então este circuito quadrupler de tensão pode ser aplicado.

Aqui, o circuito é feito usando 4 números de diodos e capacitores em cascata para obter 4 vezes mais tensão na saída do que o pico de frequência de entrada.

Diodo OU Gate

Os diodos podem ser conectados para imitar uma porta lógica OR usando o circuito mostrado acima. A tabela verdade adjacente mostra a lógica de saída em resposta a uma combinação de duas entradas lógicas.

Porta NOR usando diodos

Assim como uma porta OR, uma porta NOR também pode ser replicada usando alguns diodos conforme mostrado acima.

AND Gate NAND Gate usando Diodos

Também pode ser possível implementar outras portas lógicas, como a porta AND e a porta NAND, usando diodos, conforme exibido nos diagramas acima. As tabelas de verdade mostradas ao lado dos diagramas fornecem a resposta lógica exata exigida das configurações.

Módulos de circuito de diodo Zener

A diferença entre um retificador e diodo zener é que, um diodo retificador sempre bloqueará o potencial CC reverso, enquanto o diodo a zener bloqueará o potencial CC reverso apenas até que seu limite de ruptura (valor de tensão zener) seja alcançado, e então ele ligará totalmente e permitirá que a CC passe através dele completamente.

Na direção direta, um zener agirá de forma semelhante a um diodo retificador e permitirá que a tensão conduza uma vez que a tensão direta mínima de 0,6 V seja atingida. Assim, um diodo zener pode ser definido como uma chave sensível à tensão, que conduz e liga quando um limite de tensão específico é atingido, conforme determinado pelo valor de ruptura do zener.

Por exemplo, um zener 4,7 V começará a conduzir na ordem inversa assim que atingir 4,7 V, enquanto na direção direta precisará apenas de um potencial de 0,6 V. O gráfico abaixo resume a explicação rapidamente para você.

Regulador de tensão Zener

Um diodo zener pode ser usado para criar saídas de tensão estabilizadas conforme mostrado no diagrama ao lado, usando um resistor limitador. O resistor limitador R1 limita a corrente máxima tolerável para o zener e o protege contra queima devido a sobrecorrente.

Módulo Indicador de Tensão

Uma vez que os diodos zener estão disponíveis com uma variedade de níveis de tensão de ruptura, a instalação pode ser aplicada para fazer um sistema eficaz, mas simples indicador de voltagem usando a classificação Zener apropriada, conforme mostrado no diagrama acima.

Voltage Shifter

Os diodos Zener também podem ser usados ​​para mudar um nível de tensão para algum outro nível, usando valores de diodo zener adequados, de acordo com as necessidades da aplicação.

Voltage Clipper

Os diodos Zener, sendo uma chave controlada por tensão, podem ser aplicados para cortar a amplitude de uma forma de onda CA a um nível desejado inferior, dependendo de sua classificação de ruptura, conforme mostrado no diagrama acima.

Módulos de circuito do transistor de junção bipolar (BJTs)

Transistores de junção bipolar ou BJTs são um dos dispositivos semicondutores mais importantes na família de componentes eletrônicos e constituem os blocos de construção de quase todos os circuitos baseados em eletrônicos.

BJTs são dispositivos semicondutores versáteis que podem ser configurados e adaptados para implementar qualquer aplicação eletrônica desejada.

Nos parágrafos a seguir, uma compilação de circuitos de aplicação BJT que podem ser empregados como módulos de circuito para a construção de inúmeras aplicações de circuitos customizados diferentes, de acordo com a necessidade do usuário.

Vamos discuti-los em detalhes por meio dos projetos a seguir.

Módulo OR Gate

Usando um par de BJTs e alguns resistores, um projeto de porta OR rápida pode ser feito para a implementação do OR saídas lógicas em resposta a diferentes combinações lógicas de entrada de acordo com a tabela verdade mostrada no diagrama acima.

Módulo de porta NOR

Com algumas modificações adequadas, a configuração da porta OR explicada acima pode ser transformada em um circuito da porta NOR para implementar as funções lógicas NOR especificadas.

Módulo AND Gate

Se você não tiver um acesso rápido a um CI lógico de porta AND, provavelmente poderá configurar alguns BJTs para fazer um circuito de porta lógica AND e para executar as funções lógicas AND indicadas acima.

Módulo NAND Gate

A versatilidade dos BJTs permite que os BJTs façam qualquer circuito de função lógica desejada, e um Portão NAND aplicação não é exceção. Novamente, usando alguns BJTs, você pode construir e aplicar rapidamente um circuito de porta lógica NAND, conforme ilustrado na figura acima.

Transistor como interruptores

Conforme indicado no diagrama acima, um O BJT pode ser usado simplesmente como um interruptor DC para ligar / desligar uma carga nominal adequada. No exemplo mostrado, a chave mecânica S1 imita uma entrada lógica alta ou baixa, que faz com que o BJT LIGUE / DESLIGUE o LED conectado. Visto que um transistor NPN é mostrado, a conexão positiva de S1 faz com que o BJT ligue o LED no circuito esquerdo, enquanto no circuito do lado direito o LED é desligado quando o S1 está posicionado nos ens positivos da chave.

Inversor de Tensão

Um interruptor BJT, conforme explicado no parágrafo anterior, também pode ser conectado como inversor de tensão, o que significa para criar uma resposta de saída oposta à resposta de entrada. No exemplo acima, o LED de saída irá LIGAR na ausência de uma tensão no ponto A, e irá desligar na presença de uma tensão no ponto A.

Módulo Amplificador BJT

Um BJT pode ser configurado como uma tensão / corrente simples amplificador para amplificar um pequeno sinal de entrada em um nível muito mais alto, equivalente à tensão de alimentação usada. O diagrama é mostrado no diagrama a seguir

Módulo Driver de Relé BJT

O amplificador transistor explicado acima pode ser usado para aplicativos como um relé driver , em que um relé de alta tensão poderia ser acionado por meio de uma pequena tensão de sinal de entrada, conforme mostrado na imagem fornecida abaixo. O relé pode ser acionado em resposta a um sinal de entrada recebido de um sensor de sinal baixo específico ou dispositivo detector, como um LDR , Microfone, A PONTE , LM35 , termistor, ultrassônico etc.

Módulo Controlador de Relé

Apenas dois BJTs podem ser conectados como um relé pisca-pisca conforme mostrado na imagem abaixo. O circuito pulsará o relé LIGADO / DESLIGADO a uma taxa particular que pode ser ajustada usando os dois resistores variáveis ​​R1 e R4.

Módulo de driver de LED de corrente constante

Se você está procurando um circuito controlador de corrente barato, mas extremamente confiável, para seu LED, pode construí-lo rapidamente usando a configuração de dois transistores, conforme mostrado na imagem a seguir.

Módulo Amplificador de Áudio 3V

Esta Amplificador de áudio 3 V pode ser aplicado como estágio de saída para qualquer sistema de som, como rádios, microfone, mixer, alarme etc. O principal elemento ativo é o transistor Q1, enquanto os transformadores de entrada e saída atuam como estágios complementares para gerar um amplificador de áudio de alto ganho.

Módulo amplificador de áudio de dois estágios

Para um nível de amplificação mais alto, um amplificador de dois transistores pode ser empregado conforme mostrado neste diagrama. Aqui, um transistor extra é incluído no lado da entrada, embora o transformador de entrada tenha sido eliminado, tornando o circuito mais compacto e eficiente.

Módulo amplificador MIC

A imagem abaixo mostra um pré-amplificador básico módulo de circuito, que pode ser usado com qualquer padrão eletreto MIC para aumentar seu pequeno sinal de 2 mV em um nível razoavelmente maior de 100 mV, que pode ser adequado apenas para integração a um amplificador de potência.

Módulo Mixer de Áudio

Se você tiver uma aplicação na qual dois sinais de áudio diferentes precisam ser mixados e combinados em uma única saída, o circuito a seguir funcionará perfeitamente. Ele emprega um único BJT e alguns resistores para a implementação. Os dois resistores variáveis ​​no lado da entrada determinam a quantidade de sinal que pode ser misturada nas duas fontes para amplificação nas relações desejadas.

Módulo Oscilador Simples

A oscilador é na verdade um gerador de frequência, que pode ser usado para gerar um tom musical em um alto-falante. A versão mais simples de tal circuito oscilador é mostrada abaixo usando apenas alguns BJTs. R3 controla a saída de frequência do oscilador, que também varia o tom do áudio no alto-falante.

Módulo oscilador LC

No exemplo acima, aprendemos um oscilador de transistor baseado em RC. A imagem a seguir explica um único transistor simples, Baseado em LC ou indutância, módulo de circuito oscilador baseado em capacitância. Os detalhes do indutor são fornecidos no diagrama. O preset R1 pode ser usado para variar a frequência de tom do oscilador.

Circuito Metrônomo

Já estudamos alguns metrônomo circuitos anteriormente no site, circuito de metrônomo de dois transistores simples é mostrado abaixo.

Sonda Lógica

PARA circuito de teste lógico é uma peça importante do equipamento para solucionar falhas cruciais da placa de circuito. A unidade pode ser construída usando, no mínimo, um único transistor e alguns resistores. O design completo é mostrado no diagrama a seguir.

Módulo de circuito de sirene ajustável

Muito útil e circuito de sirene poderoso pode ser criado conforme ilustrado no diagrama a seguir. O circuito usa apenas dois transistores para gerar um som de sirene subindo e descendo , que pode ser alternado usando o S1. A chave S2 seleciona a faixa de frequência do tom, a frequência mais alta irá gerar um som mais estridente do que as frequências mais baixas. O R4 permite ao usuário variar o tom ainda mais dentro da faixa selecionada.

Módulo gerador de ruído branco

Um ruído branco é uma frequência de som que gera um tipo de som sibilante de baixa frequência, por exemplo, o som que é ouvido durante uma chuva forte constante, ou de uma estação FM desafinada, ou de um aparelho de TV não conectado a uma conexão a cabo, um ventilador de alta velocidade etc.

O único transistor acima irá gerar um tipo semelhante de ruído branco, quando sua saída for conectada a um amplificador adequado.

Módulo Switch Debouncer

Este interruptor debouncer pode ser usado com um interruptor de botão de pressão para garantir que o circuito que está sendo controlado pelo botão de pressão nunca seja agitado ou perturbado devido a transientes de tensão gerados durante a liberação do interruptor. Quando o interruptor é pressionado, a saída torna-se 0 V instantaneamente e quando liberado, a saída fica alta no modo lento sem causar problemas aos estágios do circuito conectado.

Módulo Transmissor AM pequeno

Este transistor, pequeno transmissor AM sem fio pode enviar um sinal de frequência para um Rádio AM manteve alguma distância da unidade. A bobina pode ser qualquer bobina de antena AM / MW comum, também conhecida como bobina de antena loopstick.

Módulo de medidor de freqüência

Um bastante preciso medidor de frequência analógico módulo pode ser construído usando o circuito de transistor único mostrado acima. A frequência de entrada deve ser de 1 V pico a pico. A faixa de frequência pode ser ajustada usando diferentes valores para C1 e definindo o potenciômetro R2 de forma adequada.

Módulo gerador de pulso

Apenas alguns BJTs e alguns resistores são necessários para criar um módulo de circuito gerador de pulso útil, conforme mostrado na figura acima. A largura de pulso pode ser ajustada usando valores diferentes para C1, enquanto R3 pode ser usado para ajustar a frequência de pulso.

Módulo de amplificador de medidor

Este módulo amplificador de amperímetro pode ser usado para medir magnitudes de corrente extremamente pequenas na faixa de microamperes, em uma saída legível em um amperímetro de 1 mA.

Módulo de pisca-pisca ativado por luz

Um LED começará a piscar em um determinado assim que uma luz ambiente ou uma luz externa for detectada em um sensor de luz conectado. A aplicação deste pisca-pisca sensível à luz pode ser diversa e muito personalizável, dependendo das preferências do usuário.

Darkness Triggered Flasher

Bastante semelhante, mas com efeitos opostos ao aplicativo acima, este módulo começará piscando um LED assim que o nível de luz ambiente cair para quase escuridão, ou conforme definido pela rede divisora ​​de potencial R1, R2.

Flasher de alta potência

PARA pisca-pisca de alta potência módulo pode ser construído usando apenas um par de transistores, conforme mostrado no esquema acima. A unidade piscará ou piscará uma lâmpada incandescente ou halógena conectada fortemente, e a potência desta lâmpada pode ser atualizada atualizando adequadamente as especificações do Q2.

Transmissor de luz LED / controle remoto receptor

Podemos notar dois módulos de circuito no esquema acima. O módulo do lado esquerdo funciona como um transmissor de frequência LED, enquanto o módulo do lado direito funciona como o circuito receptor / detector de frequência de luz. Quando o transmissor é LIGADO e focalizado no detector de luz Q1 do receptor, a frequência do transmissor é detectada pelo circuito do receptor e o buzzer piezo conectado começa a vibrar na mesma frequência. O módulo pode ser modificado de muitas maneiras diferentes, de acordo com requisitos específicos.

Módulos de circuito FET

FET significa Transistores de efeito de campo que são considerados transistores altamente eficientes em comparação com os BJTs, em muitos aspectos.

Nos circuitos de exemplo a seguir, aprenderemos sobre muitos módulos de circuito baseados em FET interessantes que podem ser integrados entre si para criar muitos circuitos inovadores diferentes, para uso e aplicações personalizadas.

Interruptor FET

Nos parágrafos anteriores, aprendemos como usar um BJT como uma chave, da mesma forma, um FET também pode ser aplicado como uma chave DC ON / OFF.

A figura acima mostra um FET configurado como uma chave para alternar um LED ON / OFF em resposta a um sinal de entrada de 9 V e 0 V em sua porta.

Ao contrário de um BJT que pode ligar / desligar uma carga de saída em resposta a um sinal de entrada tão baixo quanto 0,6 V, um FET fará o mesmo, mas com um sinal de entrada de cerca de 9 V a 12 V. No entanto, o 0,6 V para um BJT é dependente da corrente e a corrente com 0,6 V deve ser correspondentemente alta ou baixa em relação à corrente de carga. Ao contrário disso, a corrente de acionamento da porta de entrada para um FET não depende da carga e pode ser tão baixa quanto um microampere.

Amplificador FET

Bem como um BJT, você também pode conectar um FET para amplificar sinais de entrada de corrente extremamente baixa a uma saída de alta tensão de alta corrente amplificada, conforme indicado na figura acima.

Módulo amplificador de alta impedância MIC

Se você está se perguntando como usar um Transistor de Efeito de Campo para construir um circuito amplificador Hi-Z ou MIC de alta impedância, o projeto explicado acima pode ajudá-lo a atingir o objetivo.

Módulo FET Audo Mixer

Um FET também pode ser usado como um mixer de sinal de áudio, conforme ilustrado no diagrama acima. Dois sinais de áudio alimentados pelos pontos A e B são mixados pelo FET e mesclados na saída via C4.

Delay FET no Módulo de Circuito

Razoavelmente alto atraso ON circuito temporizador pode ser configurado usando o esquema abaixo.

Quando S1 é pressionado para ON, a alimentação é armazenada dentro do capacitor C1 e a tensão também liga o FET. Quando S1 é liberado, a carga armazenada dentro de C1 continua a manter o FET ON.

No entanto, o FET sendo um dispositivo de entrada de alta impedância não permite que o C1 descarregue rapidamente e, portanto, o FET permanece ligado por um longo tempo. Nesse ínterim, enquanto o FET Q1 permanecer LIGADO, o BJT Q2 conectado permanecerá DESLIGADO, devido à ação de inversão do FET que mantém a base Q2 aterrada.

A situação também mantém a campainha desligada. Eventualmente, e gradualmente, o C1 descarrega até um ponto em que o FET é incapaz de permanecer ligado. Isso reverte a condição na base de Q1, que agora liga e ativa o alarme sonoro conectado.

Delay OFF Timer Module

Este projeto faz exatamente semelhante ao conceito acima, exceto para o estágio BJT invertido, que não está presente aqui. Por esse motivo, o FET atua como um temporizador de atraso para desligar. Ou seja, a saída permanece LIGADA inicialmente enquanto o capacitor C1 está descarregando e o FET é LIGADO e, finalmente, quando o C1 está totalmente descarregado, o FET é DESLIGADO e a campainha soa.

Módulo amplificador de potência simples

Usando apenas alguns FETs, pode ser possível realizar uma amplificador de áudio poderoso ao redor 5 watts ou ainda mais alto.

Módulo pisca-pisca duplo LED

Este é um circuito FET astável muito simples que pode ser usado para piscar alternadamente dois LEDs nos dois drenos dos MOSFETs. O bom aspecto deste astável é que os LEDs irão mudar a uma taxa ON / OFF bem definida, sem qualquer efeito de escurecimento ou desvanecimento lento e aumento . A taxa de intermitência pode ser ajustada através do potenciômetro R3.

Módulos de circuito oscilador UJT

UJT ou para Transistor Unijunction , é um tipo especial de transistor que pode ser configurado como um oscilador flexível usando uma rede RC externa.

O design básico de um eletrônico Oscilador baseado em UJT pode ser visto no diagrama a seguir. A rede RC R1 e C1 determina a saída de frequência do dispositivo UJT. Aumentar os valores de R1 ou C1 reduz a taxa de frequência e vice-versa.

Módulo gerador de efeitos sonoros UJT

Um pequeno gerador de efeitos sonoros poderia ser construído usando alguns osciladores UJTs e combinando suas frequências. O diagrama completo do circuito é mostrado abaixo.

Módulo de cronômetro de um minuto

Muito útil temporizador de atraso ON / OFF de um minuto circuito pode ser construído usando um único UJT, conforme mostrado abaixo. Na verdade, é um circuito oscilador que usa altos valores de RC para diminuir a taxa de frequência ON / OFF para 1 minuto.

Este atraso pode ser ainda mais aumentado aumentando os valores dos componentes R1 e C1.

Módulos de transdutor piezoelétrico

Transdutores piezoelétricos são dispositivos especialmente criados usando material piezoelétrico que é sensível e responsivo à corrente elétrica.

O material piezoelétrico dentro de um piezo transdutor reage a um campo elétrico causando distorções em sua estrutura que dão origem a vibrações no dispositivo, resultando na geração de som.

Por outro lado, quando uma deformação mecânica calculada é aplicada em um transdutor piezoelétrico, ela distorce mecanicamente o material piezoelétrico dentro do dispositivo, resultando na geração de uma quantidade proporcional de corrente elétrica através dos terminais do transdutor.

Quando usado como Campainha DC , o piezo transdutor deve ser conectado a um oscilador para criar a saída de ruído de vibração, porque esses dispositivos só podem responder a uma frequência.

A imagem mostra um campainha piezoelétrica simples conexão com uma fonte de alimentação. Este buzzer possui um oscilador interno para responder à tensão de alimentação.

Os alarmes piezoelétricos podem ser usados ​​para indicar uma condição lógica alta ou baixa no circuito através do seguinte circuito mostrado.

Módulo Gerador de Tom Piezo

Um transdutor piezoelétrico pode ser configurado para gerar saída de tom de baixo volume contínuo no seguinte diagrama de circuito. O dispositivo piezo deve ser um dispositivo de 3 terminais.

Módulo Piezo Buzzer de Tom Variável

A próxima figura abaixo mostra alguns conceitos de campainha usando transdutores piezo. Os elementos piezoelétricos devem ser elementos de 3 fios. O diagrama do lado esquerdo mostra um design resistivo para forçar oscilações no transdutor piezo, enquanto o diagrama do lado direito exibe um conceito indutivo. O indutor ou deign baseado em bobina induz as oscilações por meio de picos de feedback.

Módulos de circuito SCR

SCRs ou tiristores são dispositivos semicondutores que se comportam como diodos retificadores, mas facilitam sua condução através de uma entrada de sinal DC externa.

No entanto, de acordo com suas características, SCRs têm tendência a travar quando o fornecimento de carga é CC. A figura a seguir indica uma configuração simples que explora esse recurso de travamento do dispositivo para LIGAR e DESLIGAR uma carga RL em resposta ao pressionamento dos interruptores S1 e S2. S1 LIGA a carga, enquanto S2 DESLIGA a carga.

Módulo de relé ativado por luz

Um simples luz ativada módulo de relé pode ser construído usando um SCR e um fototransistor , conforme ilustrado na figura abaixo.

Assim que o nível de luz no fototransistor excede um nível de limite de disparo definido do SCR, o SCR dispara e se liga, ligue o relé. O travamento permanece como está até que o interruptor de reinicialização S1 seja pressionado até a escuridão suficiente ou a energia seja desligada e ligada ..

Oscilador de relaxamento usando o módulo Triac

Um circuito oscilador de relaxação simples pode ser construído usando um SCR e uma rede RC, conforme mostrado no diagrama abaixo.

A frequência do oscilador produzirá um tom de baixa frequência no alto-falante conectado. A frequência de tom deste oscilador de relaxamento pode ser ajustada através do resistor variável R1 e R2, e também do capacitor C1.

Módulo controlador de velocidade do motor AC Triac

Um UJT normalmente é conhecido por suas funções oscilatórias confiáveis. No entanto, o mesmo dispositivo também pode ser usado com o triac para habilitar um 0 a controle de velocidade total de motores AC .

O resistor R1 funciona como um ajuste de controle de frequência para a frequência UJT. Esta saída de frequência variável muda o triac em diferentes taxas ON / OFF dependendo dos ajustes de R1.

Essa comutação variável do triac, por sua vez, causa uma quantidade proporcional de variações na velocidade do motor conectado.

Módulo Triac Gate Buffer

O diagrama acima mostra como simplesmente um triac pode ser LIGADO DESLIGADO através de um interruptor LIGA / DESLIGA e também garante a segurança do triac usando a própria carga como um estágio tampão. O R1 limita a corrente para a porta triac, enquanto a carga fornece adicionalmente a proteção da porta triac contra transientes de ativação repentinos e permite que o triac ligue com um modo de partida suave.

Módulo UJT Triac / UJT Flasher

Um oscilador UJT também pode ser implementado como um Dimmer lâmpada AC conforme mostrado no diagrama acima.

O potenciômetro R1 é usado para ajustar a taxa ou frequência de oscilação, que por sua vez determina a taxa de chaveamento ON / OFF do triac e da lâmpada conectada.

A frequência de chaveamento sendo muito alta, a lâmpada parece acender permanentemente, embora sua intensidade varie devido à tensão média através dela variando de acordo com a chaveamento UJT.

Conclusão

Nas seções acima, discutimos muitos conceitos e teorias fundamentais da eletrônica e aprendemos como configurar pequenos circuitos usando diodos, transistores, FETs etc.

Na verdade, há um número incontável de módulos de circuito que podem ser criados usando esses componentes básicos para implementar qualquer ideia de circuito desejada, de acordo com as especificações fornecidas.

Depois de se familiarizar com todos esses designs básicos ou módulos de circuito, qualquer novato no campo pode aprender a integrar esses módulos entre si para obter vários outros circuitos interessantes ou para realizar uma aplicação de circuito especializada.

Se você tiver mais perguntas sobre esses conceitos básicos de eletrônica ou sobre como juntar esses módulos para necessidades específicas, sinta-se à vontade para comentar e discutir os tópicos.