A protoboard é uma placa de ensaio ou matriz de contato usada para montar circuitos elétricos experimentais de forma rápida e eficiente. Ela possui furos e conexões condutoras que permitem a inserção fácil de componentes, eliminando a necessidade de soldagem. Suas conexões são dispostas de forma vertical e horizontal, permitindo que a corrente percorra todos os furos de uma mesma linha, alimentando todos os fios ou componentes conectados a essa linha. Dentro da protoboard, existem contatos metálicos que interligam eletronicamente os componentes.
Linhas de Alimentação:
Normalmente, a protoboard possui duas linhas horizontais na parte superior e inferior para a alimentação (indicadas por sinais de + e -).
Essas linhas são usadas para fornecer energia aos componentes do circuito.
Linhas de Conexão:
As linhas verticais, localizadas no centro da protoboard, são utilizadas para conectar os componentes entre si.
As conexões são organizadas em grupos de 5 furos, onde todos os furos de um grupo estão conectados eletricamente.
Protoboard
As chaves (interruptores) do tipo Push-Button são utilizadas para abrir ou fechar um circuito. Este tipo de interruptor permite a condução de corrente apenas quando está pressionado, funcionando como um botão eletrônico com a função de interruptor. Eles são amplamente aplicados em diversos projetos eletrônicos, permitindo o controle momentâneo de correntes e sinais.
Especificações Técnicas:
Tipo de Operação:
Momentâneo (conduz corrente apenas enquanto está pressionado).
Configuração dos Contatos:
Normalmente Aberto (NO): O circuito é fechado quando o botão é pressionado.
Normalmente Fechado (NC): O circuito é aberto quando o botão é pressionado.
Corrente Máxima:
Típicamente varia de 50mA a 3A, dependendo do modelo.
Tensão Máxima:
Pode variar entre 3V a 250V, dependendo do modelo.
Chave Táctil Push-Button
O Buzzer Ativo é um dispositivo de áudio indicado para efeitos sonoros, como alarmes, buzinas, sinalizações, entre outros. Este componente é bastante utilizado em projetos de eletrônica devido à sua facilidade de uso e eficiência na produção de som.
Especificações Técnicas:
Tipo de Operação:
Geralmente entre 3V e 12V.
Corrente de Operação: Normalmente na faixa de 10mA a 30mA
Frequência de Saída:
Tipicamente entre 2kHz a 4kHz, ideal para sons de alerta.
Buzzer
O LED (Light Emitting Diode), ou Diodo Emissor de Luz é um semicondutor que tem a capacidade de conduzir corrente elétrica por um de seus terminais e bloqueá-la pelo outro. Este componente é amplamente utilizado em eletrônica devido à sua eficiência energética e durabilidade.
Ânodo: Terminal maior que deve ser ligado ao positivo da fonte de alimentação.
Cátodo: Terminal menor que deve ser ligado ao negativo da fonte de alimentação.
Especificações Técnicas:
Tipo de Operação:
Varia conforme a cor do LED:
Vermelho: 1.9V a 2.2V
Verde: 2.0V a 3.2V
Azul: 3.0V a 3.4V
Branco: 3.0V a 3.2V
Esses valores podem variar dependendo do fabricante e do tipo específico do LED.
Corrente de Operação:
Tipicamente, LEDs podem suportar correntes de até 20mA a 30mA de forma contínua. Alguns modelos de alta potência podem suportar até 100mA ou mais.
Como o pino digital opera em 5V, devemos baixar para o mais próximo possível da voltagem do LED. Ex: para um LED com 2V e corrente de 35mA, qual é o resistor necessário?
Fórmula para calcular qual resistor vai precisar:
R = (VF – VL) / I
Onde VF é a voltagem fornecida, VL é a voltagem do LED e I é a corrente do LED, logo:
R = (5 – 2) / (35/1000)
R = 3 / 0.035
R = 85,71
Os resistores possuem valores padrão, portanto o mais próximo é o resistor de 100 Ω (ohms).
LED Difuso
As chaves (interruptores) do tipo Push-Button, como mostrado na Figura MD14, são utilizadas para abrir ou fechar um circuito. Este tipo de interruptor permite a condução de corrente apenas quando está pressionado, funcionando como um botão eletrônico com a função de interruptor. Eles são amplamente aplicados em diversos projetos eletrônicos, permitindo o controle momentâneo de correntes e sinais.
Características e Funcionamento:
Unidade de Medida:
A resistência é medida em ohms (Ω), com múltiplos como KΩ (quilohms) e MΩ (megohms).
Queda de Tensão:
Resistores causam uma queda de tensão em uma parte específica do circuito elétrico, proporcional à corrente que passa por eles, de acordo com a lei de Ohm (V = I * R).
Limitação de Corrente:
Embora resistores limitem a corrente elétrica, a quantidade de corrente que entra em um terminal é igual à que sai pelo outro terminal, mantendo a lei da conservação de corrente.
Aplicações Comuns:
Divisor de Tensão: Utilizado para criar tensões proporcionais em diferentes partes de um circuito.
Limitação de Corrente: Protege componentes sensíveis ao limitar a quantidade de corrente que pode passar por eles.
Ajuste de Ganho: Em circuitos amplificadores, os resistores ajudam a ajustar o ganho de sinal.
Filtro de Sinais: Junto com capacitores, são usados em filtros para selecionar ou bloquear frequências específicas.
Resistores
Para identificar o valor de cada resistor, é necessário consultar uma tabela de cores. Cada resistor possui quatro ou cinco faixas de cores. As três primeiras faixas são designadas como A, B e C, enquanto a quarta faixa, D, indica a tolerância (a variação percentual permitida na resistência).
Para identificar o valor de cada resistor, é necessário consultar uma tabela de cores. Cada resistor possui quatro ou cinco faixas de cores. As três primeiras faixas são designadas como A, B e C, enquanto a quarta faixa, D, indica a tolerância (a variação percentual permitida na resistência).
Interpretação das Faixas de Cores:
Primeira Faixa (A):
Representa o primeiro dígito do valor da resistência.
As cores vão do preto ao branco na ordem: preto, castanho, vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, violeta, cinza e branco.
Segunda Faixa (B):
Representa o segundo dígito do valor da resistência.
Segue a mesma ordem de cores que a primeira faixa.
Terceira Faixa (C):
Indica a ordem de grandeza da resistência (número de zeros que seguem os dígitos A e B).
As cores são as mesmas da primeira e segunda faixas, mas cinza e branco são substituídos por prata e dourado para representar multiplicadores especiais.
Quarta Faixa (D) - Tolerância:
Indica a variação percentual permitida na resistência em relação ao valor nominal.
As cores utilizadas são prata (±10%), dourado (±5%) e marrom (±1%).
Exemplo de Leitura de Valor:
Para um resistor com as faixas de cores:
Faixa A (primeira faixa): Vermelho (2)
Faixa B (segunda faixa): Verde (5)
Faixa C (terceira faixa): Laranja (×1000, multiplicador de 1000)
Faixa D (quarta faixa): Dourado (±5%)
O valor da resistência seria:
Primeiro dígito: 2
Segundo dígito: 5
Multiplicador: 1000
Portanto, o valor da resistência é 25 × 1000 Ω = 25 kΩ com uma tolerância de ±5%.
Aplicações:
A tabela de cores é essencial para identificar rapidamente o valor de resistores em projetos eletrônicos, permitindo uma seleção precisa conforme as necessidades do circuito.
Código de Cores
Os resistores de pull-up/pull-down são utilizados para evitar flutuações em pinos de entrada (INPUT). Na maioria das vezes, é necessário implementá-los externamente. Entretanto, alguns microcontroladores possuem resistores pull-up internos em determinados pinos. No caso do Arduino, todos os pinos digitais e analógicos possuem pull-ups internos, exceto os pinos analógicos usados como digitais.
Implementação de Pull-Ups Externos:
Caso seja necessário usar pull-ups externos, aqui estão algumas recomendações:
Para escolher o resistor de pull-up, é necessário satisfazer duas condições principais:
Quando o botão é pressionado, o pino de entrada vai para LOW. O resistor R1 limita a corrente do VCC que passa pelo botão e vai para GND.
Quando o botão não é pressionado, o pino de entrada vai para HIGH. O resistor R1 limita a tensão no pino de entrada.
O valor do resistor R1 não pode ser muito baixo, pois isso resultaria em uma corrente elevada através do pino de entrada. Também não pode ser muito alto, senão não passará a tensão necessária para o pino de entrada.
Cálculo do Resistor de Pull-Up:
Em geral, o resistor de pull-up R1 deve ser um décimo menor que a impedância do pino de entrada. A impedância de entrada varia normalmente entre 100KΩ e 1MΩ. Suponhamos que seja necessário limitar a corrente do pino de entrada para 1mA (0.001A): Fazendo o cálculo pela Lei de Ohm:
V = R x I
Sendo: V = 5V(tensão de alimentação)
I = 1mA (corrente através do resistor e chegando no pino de entrada)
R = (resistor de Pull-Up)
Resolvendo o cálculo:
5 = Rx0.001
Portanto: R = 5000Ω (ou 5KΩ) para limitar a corrente do pino de entrada.
Resistor de pull-up/pull-down
Os jumpers ou fios são utilizados para estabelecer conexões entre sensores e módulos externos às placas Arduino. Essas conexões permitem economizar a quantidade de fios necessários em um projeto, simplificando o cabeamento e organizando as interligações.
Existem diferentes tipos de jumpers disponíveis:
Macho-Macho: Ambos os lados do conector têm pinos, permitindo conectar duas placas ou componentes com pinagem macho.
Macho-Fêmea: Um lado possui pinos (macho) e o outro possui receptáculos (fêmea), ideal para conectar componentes com pinagem macho a placas com pinagem fêmea, como Arduino.
Fêmea-Fêmea: Ambos os lados possuem receptáculos (fêmea), utilizados para conectar componentes com pinagem fêmea diretamente entre si.
Esses jumpers são essenciais em projetos eletrônicos, facilitando a montagem, o teste e a manutenção dos circuitos.
Jumpers (cabos para conexão)
Os potenciômetros ajustáveis são componentes eletrônicos que permitem ajustar manualmente a intensidade da corrente que passará por determinada parte do circuito. Eles são comumente utilizados para controlar o brilho de LEDs, o volume de áudio, a velocidade de motores, entre outras aplicações onde é necessário ajustar uma resistência variável.
Estrutura e Funcionamento:
Normalmente, um potenciômetro possui três conectores:
Dois conectores laterais, por onde a energia é aplicada (um conectado ao positivo e outro ao negativo/terra).
Um conector central, por onde a corrente ajustada é extraída após passar pelo potenciômetro.
Especificações técnicas:
Em geral, utiliza-se um resistor de 10KΩ.
Potenciômetros
Os sensores de luz detectam a intensidade de luz em um ambiente específico. Um dos sensores mais comuns é o LDR (Light Dependent Resistor), ou Resistor Dependente de Luz. Os LDRs são resistores cuja resistência varia de acordo com a intensidade da luz que incide sobre eles. Quando a intensidade de luz aumenta, a resistência do LDR diminui.
Sensor de Luz – LDR
O Diodo Laser é conhecido por seu longo alcance e alta potência, gerando um feixe de luz concentrado em formato de ponto. Este tipo de laser é utilizado em diversos projetos, como sistemas de alarme e contadores, devido à sua capacidade de proporcionar um feixe preciso e direcionado.
Especificações Técnicas:
Tensão de Operação: 5V, o que torna o diodo laser compatível com fontes de alimentação comuns.
Formato do Feixe de Luz: Ponto, garantindo um feixe concentrado adequado para aplicações que requerem precisão.
Diodo Laser
O Sensor de Movimento, especificamente o PIR (Passive Infrared), é capaz de detectar movimentos de objetos em uma área delimitada. Este sensor oferece ajustes para a duração do tempo de espera (função TIME) e a sensibilidade, proporcionando flexibilidade em diferentes aplicações.
Funcionamento do Sensor PIR:
Ajuste da Sensibilidade: Localizado abaixo do sensor, permite ajustar a distância de detecção entre 3 a 7 metros, adaptando-se às necessidades específicas do ambiente.
Ajuste do Tempo de Delay:
Através de um potenciômetro, é possível ajustar o tempo de espera para estabilização do sensor após a detecção de movimento. O tempo pode variar entre 5 e 200 segundos, com um padrão inicial de 5 segundos.
Funcionamento da Saída: Quando o sensor detecta movimento, a saída é acionada em nível alto por um curto período de tempo, mesmo que o movimento cesse. Em seguida, retorna ao nível baixo indicando ausência de movimento.
Especificações Técnicas:
Tensão de Operação: Varia entre 4,5V a 20V, permitindo flexibilidade na escolha da fonte de alimentação.
Tensão de Dados: 3,3V (Alto) e 0V (Baixo) na saída de dados, indicando o estado de detecção de movimento.
Distância Detectável: Ajustável de 3 a 7 metros, ideal para monitoramento de áreas específicas.
Tempo de Delay: Ajustável entre 5 e 200 segundos (padrão: 5 segundos) para controle da duração do sinal de saída após detecção de movimento.
Tempo de Bloqueio: 2,5 segundos por padrão, para evitar acionamentos contínuos em situações de movimento intermitente.
Conexão:
Para conectar o sensor, são necessários os seguintes pinos:
VCC (5V): Conectado à fonte de alimentação positiva.
GND: Conectado ao terra da fonte de alimentação.
DADOS: Saída de dados que indica o estado de movimento (Alto) ou ausência de movimento (Baixo).
Sensor de Movimento
O Micro Servo Motor 9g é um componente essencial para projetos de robótica com Arduino, funcionando como um atuador eletromecânico que permite controlar a posição angular de um objeto através de um sinal PWM (Pulse Width Modulation). Este servo motor é utilizado para posicionar e manter objetos em uma posição específica, sendo amplamente empregado em diversos projetos de automação e controle.
Funcionamento do Micro Servo Motor 9g:
Princípio de Controle: O servo motor possui um circuito interno que verifica o sinal de entrada PWM comparando-o com a posição atual do eixo, ajustando a posição conforme necessário.
Configuração de Pinos:
Alimentação positiva: Conectado a 5V (geralmente fio vermelho).
Terra: Conectado ao GND, que pode ser preto ou marrom.
Controle: Conectado a um pino digital de entrada e saída do Arduino, através de fios amarelo, laranja ou branco.
Especificações Técnicas:
Tensão de Operação: Varia entre 3,0V a 7,2V, alimentado com 5V.
Ângulo de Rotação: 180 graus, permitindo movimentos precisos em uma ampla faixa angular.
Velocidade: 0,12 segundos para girar 60 graus sem carga, a uma tensão de 4,8V.
Conexão:
Para conectar o Micro Servo Motor 9g ao Arduino, siga as conexões padrão:
Alimentação positiva (5V): Fio vermelho.
Terra (GND): Fio preto ou marrom.
Controle (PWM): Fio amarelo, laranja ou branco, conectado a um pino digital do Arduino configurado para saída PWM.
Micro Servo 9g
Esse tipo de LED RGB possui 4 pinos e pode emitir luz nas cores vermelho (Red), verde (Green) e azul (Blue). Pode ser do tipo ânodo comum ou cátodo comum. É importante conectar corretamente, pois o terminal maior deve ser ligado ao positivo (+) se for ânodo comum, ou ao negativo (-) se for cátodo comum, para evitar danos ao LED. Cada terminal menor deve ser utilizado com um resistor adequado para limitar a corrente em cada cor.
Especificações Técnicas:
Vermelho (Red): Tensão de operação entre 1.8V a 2.0V.
Verde (Green): Tensão de operação entre 3.2V a 3.4V.
Azul (Blue): Tensão de operação entre 3.2V a 3.4V.
Pinagem:
Vermelho (Red)
Comum Anodo (+) ou Cátodo (-)
Verde (Green)
Azul (Blue)
LED RGB Difuso
O sensor ultrassônico HC-SR04 é amplamente utilizado para medir distâncias entre 2cm e 4m. Este módulo possui um circuito integrado com emissor e receptor acoplados, facilitando a medição precisa de distâncias em projetos de eletrônica e robótica.
Funcionamento do Sensor HC-SR04:
Pinagem:
VCC: Conectado à fonte de alimentação positiva (5V).
Trigger: Pino de entrada para iniciar o pulso de ultrassom.
ECHO: Pino de saída que indica o tempo de retorno do sinal ultrassônico.
GND: Conectado ao terra da fonte de alimentação.
Princípio de Funcionamento:
O sensor emite uma onda sonora ultrassônica que se propaga em direção a um objeto à frente.
Quando essa onda sonora atinge um obstáculo, parte dela é refletida de volta para o sensor.
O tempo decorrido entre a emissão do sinal (Trigger) e o retorno do sinal refletido (ECHO) é proporcional à distância até o obstáculo.
O módulo calcula a distância com base na diferença de tempo entre os pulsos Trigger e ECHO.
Especificações Técnicas:
Alimentação: 5V, fornecida através do pino VCC.
Alcance: Capaz de medir distâncias de 2cm até 4m com precisão, adequado para detecção de objetos em diversas aplicações.
Aplicações Comuns:
Robótica: Utilizado em robôs para evitar obstáculos e navegar em ambientes complexos.
Sistemas de Segurança: Acionamento de alarmes baseados na detecção de movimento.
Automatização: Integrado em sistemas automatizados para controle de distâncias e posicionamento.
Sensor de Distância Ultrassônico HC-SR04
O sensor touch é um componente projetado para detectar toques em uma área específica. Ele funciona de maneira simples: ao tocar na região indicada, a saída do sensor é ativada. Quando não há contato físico com o sensor, a saída permanece inativa. Este sensor é útil em aplicações onde interações táteis precisam ser detectadas de forma sensível e direta.
Funcionamento do Sensor Touch:
Conexões:
Porta Digital: Conectado a um pino digital do microcontrolador para receber sinais de entrada/saída.
Positivo: Conectado à fonte de alimentação positiva (entre 2,5V e 5V).
Negativo: Conectado ao terra da fonte de alimentação.
Especificações Técnicas:
Tensão de Operação: Varia entre 2,5V e 5V, tornando-o compatível com uma variedade de fontes de alimentação.
Saída em Estado Alto: 0,8V quando ativado pelo toque.
Saída em Estado Baixo: 0,3V quando não ativado, indicando ausência de toque.
Aplicações Comuns:
Interfaces Sensíveis ao Toque: Integrado em painéis de controle, interruptores táteis e dispositivos interativos.
Sistemas de Segurança: Detecção de intrusão baseada em toques.
Automação Residencial: Controle de iluminação e aparelhos por meio de toque
Sensor de Touch Capacitivo
