A pilha de limão é uma boa atividade para o professor utilizar em sala de aula e introduzir conceitos interessantes sobre eletricidade e eletroquímica. Também é uma boa ideia para feiras de ciências ou para você se divertir em casa.



Materiais Necessários

Para construir uma pilha de limão você precisará:
1 Limão;
1 Faca;
1 Moeda de 5 centavos (revestida de Cobre);
1 Clips (galvanizado, revestido de Zinco);
1 Multímetro;
2 Cabos jacaré.

Como Fazer a Pilha de Limão

Fazer a pilha é muito simples. Criamos um vídeo com o passo-a-passo para fazer e comprovar seu funcionamento.

Teoria sobre Pilha de Limão

Pilha Elétrica é um dispositivo que transforma energia química em energia elétrica. Para que isso ocorra são necessários dois eletrodos onde acontecerão as reações químicas conhecidas como oxidação e redução. 

O limão é uma solução eletrolítica, ou seja, possui cargas positivas, negativas e é capaz de conduzir eletricidade. A moeda de cinco centavos utilizada no experimento é revestida de cobre. Na pilha de limão o cobre tem a capacidade de atrair elétrons, os quais são cedidos pelo zinco que  reveste o clips. 

O circuito formado pelos cabos jacaré e multímetro possibilitam o fluxo do elétrons do Zinco, via solução eletrolítica, até o Cobre. Os cabos jacaré levam o fluxo de elétrons via multímetro até novamente os terminais do clips e, assim, o circuito elétrico é fechado.

Observações sobre a Pilha de Limão

  • Pilha é um dispositivo capaz de transformar energia química em elétrica. Bateria é um dispositivo capaz de transformar a energia química em energia elétrica e vice versa. Dessa forma a bateria pode ser recarregada, a pilha não.
  • A reação de oxidação consiste na perda de um elétron, esse é o fenômeno que permite ao Zinco fornecer um elétron ao Cobre .
  • Por sua vez o Cobre, ao receber um elétron sofre uma reação de redução.
  • Circuito elétrico é qualquer caminho fechado que possibilite a passagem do fluxo de elétrons, corrente elétrica.
  • O multímetro é um dispositivo de medição elétrica que reúne normalmente um ohmímetro, medidor de resistência elétrica, medidor de tensão e corrente contínua, medidor de tensão e corrente alternada, dentre outros medidores.

Onde pode ser utilizado esse post

  • Projetos e Atividades Escolares;
  • Feiras de Ciências;
  • Projetos de Ciências;
  • Diversão.





Para você quem quer economizar trocando suas lâmpadas convencionais por lâmpadas LED, e está na dúvida em relação a potência, esse é o post. Nele você encontrar tabelas de equivalência quer irão facilitar a sua vida na hora de escolher a lâmpada LED mais adequada.



LED na Iluminação Residencial e Comercial   

A Tabela 1 traz a equivalência entre lâmpadas LED, incandescente,  halógena e fluorescente compacta. 

Tabela 1 Equivalência entre lâmpadas para uso comercial e residencial.

Equivalência entre a Lâmpada LED e a Lâmpada Vapor de Sódio

As lâmpadas de vapor de sódio são largamente utilizadas em iluminação industrial e pública. Na Tabela 2 é mostrado a equivalência entre LED e Vapor de Sódio de Alta Pressão.

Tabela 2 - Equivalência entre Lâmpada LED e Vapor de Sódio.

Equivalência entre a Lâmpada LED e a Lâmpadas fluorescentes T8

As lâmpadas tubulares são classificada conforme o diâmetro em T5, T8, T10 e T12. Quanto menor o diâmetro mais eficiente é a lâmpada. As fluorescentes T8 apresentam um rendimento elevado, apenas perdendo para as T5, nesse quisto. Na Tabela 3 é apresentado a equivalência entre a Lâmpada LED e a T8.

Tabela 3 - LED v.s. T8.

Equivalência entre a Lâmpada LED e a Lâmpadas fluorescentes T5

A lâmpada fluorescente T5 é a mais avançada entre as tubulares, no que se trata de rendimento. Também é a que  apresenta o menor diâmetro, 16 mm. O diâmetro da lâmpada influência diretamente em seu rendimento. Porém mesmo assim a sua equivalente LED é muio superior, Tabela 4
Tabela 4 - Lâmpada LED v.s. Lâmpadas fluorescentes T5.





A aula 3 tem como principal objetivo a familiarização do leitor com a aplicação dos diodos em circuitos C.C. e C.A. Serão empregadas aproximações que visam facilitar a utilização do Diodo sem a utilização de ferramental matemático demasiadamente complexo. Isso se justifica pela variação dos parâmetros nos componentes semicondutores. 

 2. Análise por Reta de Carga 

 A análise gráfica da influência da carga no ponto de operação é denominada como Análise por Reta de Carga. Na prática, essa técnica consistem em traçar uma reta tomando como base as coordenadas da máxima corrente que o circuito pode atingir e a tensão do circuito sobre a curva característica do Diodo.

A Figura 1 apresenta um circuito série com diodo D, sendo polarizado por uma fonte E. O resistor R limita a corrente ID.
Figura 1 - Diodo ligado em série.
Figura 2 - Curva característica do Diodo.

Equacionando a malha do circuito da Figura 1, tomando com base a lei de Kirchhoff para as tensões, obtém-se:


Como as variáveis VD e ID  da Equação 3 são os eixos do gráfico da Figura 2, pode-se determinar o ponto de operação do diodo traçando o gráfico da Equação 3 sobre a curva característica do diodo.
Figura 3 - Reta de Carga e Ponto de Operação.

3. Obtenção da Reta de Carga

A Reta de Carga pode ser desenhada a partir das coordenadas (E,0) e (0, ) fazendo ID = 0, obtém-se VD = E. Em um segundo momento: basta tornar VD = 0, então ID = E/R.

4. Ponto de Operação

A interseção da reta de carga com a curva característica é denominado Ponto de Operação.

(continua)

Achei um vídeo que mostra a explosão de um transformador no momento em que a chave fusível é fechada. A qualidade da imagem não é muito boa, mas o som é incrível. Além de ser um vídeo divertido, também serve de alerta do poder destrutivo que a energia elétrica tem.




No post anterior você aprendeu a instalar o Ambiente de Desenvolvimento do Arduino Mega e Configurar a Porta e Placa, caso ainda não saiba fazer isso clique aqui: Tutorial para Iniciantes - Arduino Mega Primeiros Passos.

Piscar um LED é mais que Piscar um LED

Agora você poderá fazer sua primeiro implementação. Piscar um LED pode parecer bem pouco, porém isso poder ser pensado como um passo para um grande e complexo programa. Nesse caso piscar um LED pode significar:
  • Um forma de interagir com o usuário e notifica-lo sobre algum evento que está ocorrente;
    • Tudo está bem, 
    • Atenção;
    • Vai explodir....
  • Também, vc pode imaginar que um determinado dispositivo está sendo acionado, um motor, uma solenoide, uma atuador....
  • Ou poderá usar o LED para notificar que determinada trecho de código foi executado;
    • Um piscada erro um, duas, erro dois, ocorreu uma determinada interrupção, ai vai....
Um vez conheci um engenheiro de manutenção que sabia onde estava o problema da planta tomando com base a velocidade com que a luz de alerta piscava. Nesse caso, algum desenvolvedor deve ter gasto algumas horas relacionado a localização dos defeitos com a frequência de acionamento da sinalização.

Conhecendo o Hardware Necessário

Conforme as atividades vão sendo realizada o hardware necessário será apresentado, porém se você quer conhecer mais sobre o hardware do Mega 2560 visite esse post: Arduino Mega 2560.

Todo os componentes necessário ao experimento estão na placa do Arduino, então conecte o seu Arduino ao PC e vamos lá!

Na Figura 1 está representado o esquema do hardware da placa utilizado para piscar o led. No conector 10x1F-H8.5 tem um pino denominado de 13, esse será o pino utilizado. No microcontrolador do Mega ele recebe a denominação PB7, como pode ser visto na Figura 1. O IC7A é um buffer que fornece a corrente ao LED amarelo. O resistor RN3B é utilizado para limitar a corrente no LED.


Figura 1 - Esquema do hardware utilizado.


Código para Piscar o Led

Neste primeiro exercício não será necessário digitar um código, pois vamos utilizar um código pronto. Para acessar o código clique em Arquivo, Exemplos, 01. Basics e Blink, veja a Figura 2.

Figura 2 - Abrindo o código exemplo (Blink).

O código que deve abrir é esse abaixo (na cor azul), caso queria, pode copia-lo diretamente daqui. 
/*
  Blink
  Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly.

  Most Arduinos have an on-board LED you can control. On the Uno and
  Leonardo, it is attached to digital pin 13. If you're unsure what
  pin the on-board LED is connected to on your Arduino model, check
  the documentation at http://arduino.cc

  This example code is in the public domain.

  modified 8 May 2014
  by Scott Fitzgerald
 */


// the setup function runs once when you press reset or power the board
void setup() {
  // initialize digital pin 13 as an output.
  pinMode(13, OUTPUT);
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);              // wait for a second
  digitalWrite(13, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);              // wait for a second
}

Vamos compreender o que significa cada trecho de código:
  • Comentários, o texto entre /* texto */  é desconsiderado pelo compilador, ou seja é apenas um comentário do programado para tornar o programa mais legível. Logo todo o trecho abaixo é um comentário de varias linhas
/*
  Blink
  Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly.

  Most Arduinos have an on-board LED you can control. On the Uno and
  Leonardo, it is attached to digital pin 13. If you're unsure what
  pin the on-board LED is connected to on your Arduino model, check
  the documentation at http://arduino.cc

  This example code is in the public domain.

  modified 8 May 2014
  by Scott Fitzgerald
 */

  • O trecho após "//" também é um cometário, porém de um unica linha:
// the setup function runs once when you press reset or power the board

  • Tudo que estiver entre as chaves, {}, depois de void setup(), faz referência a configuração ou é cometário:
void setup() {
  // initialize digital pin 13 as an output.
  pinMode(13, OUTPUT);
}
  • Logo, "pinMode(13, OUTPUT);" significa que estamos configurado o pino 13 como saída;
  • Por sua vez, tudo que for escrito entre as chaves de "void loop()" será executado indefinidade, ou seja quando você ligar o Arduino esse código será executado até que ele seja desenergizado. Dessa forma, "digitalWrite(13, HIGH);" coloca o pino 13 em nível alto (5V, nesse caso), ou seja, liga o LED. Depois disso, aguarda 1000ms, "delay(1000);" matem o LED ligado. Após esse tempo "digitalWrite(13, LOW);", coloca o pino em nível baixo, desligando o LED, aguarda novamente 1000ms ("delay(1000)"), e começa o loop novamente.

Verificando, compilando e carregando o programa no Arduino

Nas Figuras 3 e 4 são mostrados as duas maneiras para verificar e compilar o programa. A primeira utiliza a a barra de ferramentas, na seguinte ordem: Clicar em Sketch, Verifica / Compilar. Na seguindo utiliza o ícone em destaque na Figura 4.

Figura 3 -  Verificando e compilando o código.

Figura 4 - Verificando e compilando o código.

Para carregar o programa na placa basta clicar no ícone seta a direta, Figura 5. Para isso o Arduino deve estar conectado a porta USB. 

Figura 5 - Carregando o programa no Arduino.

Verifique se o LED amarelo está piscando. Caso esteja parabéns, se não, procure identificar qual dos passo não foi implementado de forma correta.

No próximo post vamos, mudar o tempo com que o LED pisca e incrementar um pouco o programa.

Ver0 LM 1

Publico Alvo desse Tutorial

Esse tutorial visa atender os usuários iniciantes no mundo do Arduino, mais especificamente na utilização da Placa do Arduino Mega 2560 em ambiente Windows.

O que é o Arduino?

Arduino é um plataforma de hardware livre. Como ela os usuário tem acesso a um ambiente de prototipagem que inclui um microcontrolador da Atmel e os circuitos necessários para seu funcionamento, tudo isso em um única placa. O fácil acesso e a identificação da função de cada pino deve ser mencionado, ver Figura 1.

Existem uma considerável quantidade de placas denominadas como Arduino, além de uma infinidade de clones. Detre as placas pode-se destacar Arduino: Mini, Nano, Due e Mega, dentre outras. Neste tutorial será estudado o Arduino Mega 2560.

O Arduino Mega 2560

O Arduino Mega 2560 é um placa que utiliza o microntrolador ATmega2560 da Atmel. Esse microcontrolador possuí 54 pinos, divididos entre entradas e saídas digitais, entradas analógicos, PWM e portas de comunicação.

Figura 1 - Placa do Arduino Mega 2560.

Informações detalhas sobre o Arduino Mega 2560

Como Instalar o Ambiente de Desenvolvimento para Arduino

Para começar a desenvolver suas aplicações com Arduino será necessário utilizar um ambiente de desenvolvimento, nesse caso denominado como IDE (Ambiente de Desenvolvimento Integrado). A IDE do Arduino permite que seja que o código seja digitado, a sintaxe verificada, a compilação, gravação e debug. A linguagem de programação utilizada no Arduino está baseada em C/C++, mas não se preocupe isso será visto passo a passo nas próximas postagens.

1) Baixe a IDE do Arduino aqui;

2) De um duplo clique sobre o arquivo baixado: arduino-x.x.x-windows.exe (o x-x-x depende da versão atual);

3) Conecte sua placa a USB, ela é alimentada pela própria USB;

4) O Windows irá detectar o novo hardware e deverá instalar o driver do Arduino Mega 2560;

5) Verificando em qual porta o Arduino foi instalado: no Windows clique em Iniciar; clique com o botão direto do mouse sobre Computador, Propriedades, Gerenciador de Dispositivos, surgira uma tela parecida com a da Figura 2;

6) Em Portas (COM e LPT) deve existir um entrada "Arduino Mega 2560 (COMx)", onde o x poderá ter um valor diferente em seu computador, anote essa porta, caso vc não a encontre aguarde alguns instantes, pois o Windows ainda pode estar instalado o driver;

7) Abra o software do Arduino, clique em Ferramentas e selecione a placa "Arduino Mega or Mega 2560", ver Figura 3;
Figura 3 - Selecionando a Placa - "Arduino Mega or Mega 2560".

8) Verifique se a porta está corretamente selecionada, Ferramentas, Porta: selecione a porta (COMx) que vc verificou no Gerenciador de Dispositivos, ver Figura 4;

Figura 4 - Selecionando a Porta.

Tudo pronto! Parabéns!


ver0 L2

Descrição Geral do Circuito do Regulador Chaveado

Regulador de tensão baixador (buck), não isolada com saída de 3,3V por 1A. A tensão de entrada pode estar entre 8 e 14Volts. O regulador apresenta um eficiência de 92%, tornando-o ideal para aplicações que envolvem baterias de 12 Volts, porém nada impede que seja utilizado em outras aplicações.

O LMZ12001 é um regulador de tensão chaveado capaz de fornecer até 1A em seus terminais de saída. Os demais componentes são resistores e capacitores.

O circuito dispensa a utilização de indutor externo, normalmente utilizado na etapa de filtragem. O LMZ12001 utiliza um indutor 10uH integrado.

Esquema do Regulador de Tensão de 3.3V - 1A

O circuito da Figura 1 pode ser alimentando por uma tensão entre 8 e 14Volts e fornecer até 1A. Os resistores Rfbt e Rfbb formam um divisor de tensão, o qual é utilizado para ajustar a tensão de saída em 3.3V.

O LMZ12001 pode fornecer tensões entre 0.8V e 6V, bastando ajustar os valores de Rfbt e Rfbb.


Figura 1 - Esquema do regulador 3.3V@1A (clique sobre a imagem para amplia-la).

Lista de Materiais

A lista abaixo usa as designações do esquema da Figura 1. Os código dos fabricantes estão entre parentes no fim de cada linha .

  • Cf - Cap 22uF@50V (CC0805KRX7R9BB223)
  • Cin - Cap 4.7uF@25V (GRM21BR61E475MA12L)
  • Cout - Cap 100uF@6.3V (T520B107M006ATE018)
  • Css - Cap 10nF@50V (GRM216R71H103KA01D)
  • Renb - Resistor 5.9k, 1% 1/8W (ERJ-6ENF5901V)
  • Rent - Resistor 34k, 1% 1/8W (ERJ-6ENF3402V)
  • Rfbb - Resistor 1.07k, 1% 1/8W (ERJ-6ENF1071V)
  • Rfbt - Resistor 3.32k, 1% 1/8W (ERJ-6ENF3321V)
  • Ron - 60.4k, 1% 1/8W (ERJ-6ENF6042V)
  • U1 - (LMZ12001TZ-ADJ/NOPB)

Arquivo do projeto

Nos links abaixo o leitor pode obter o esquema do circuito nos formatos compatíveis com o Altium e com o Orcad:

Seguidores

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