Montando um Circuito com LED

Você já imaginou que com pequenos passos pudesse montar um circuito em uma protoboard e fazer com que um led piscasse da forma que você quisesse? Pois bem, agora você pode. Nesse tutorial você vai aprender a montar um circuito com LED.

Afinal, o que é Circuito elétrico?

Circuito é a trajetória percorrida entre um ponto a outro, normalmente tendo como objetivo final o ponto de partida, como um circuito de corrida.

O circuito elétrico não é diferente, é uma ligação de dispositivos, feita por meio de um fio condutor, formando um caminho fechado que produz uma corrente elétrica. Sendo que essa passa pelo circuito graças à aplicação de uma diferença de potencial elétrico, produzida por uma fonte de tensão.

Corrente elétrica

Para descobrir o que é corrente elétrica, deve-se saber que esse fluxo ordenado de cargas elétricas é motivado pela existência de uma diferença de potencial elétrico.

A capacidade de condução elétrica dos materiais depende diretamente da intensidade do potencial elétrico que lhes é aplicado, bem como da sua natureza: enquanto os materiais condutores são facilmente percorridos por correntes elétricas, materiais isolantes oferecem grande resistência a elas.

Tensão

Você sabe o que é a tensão elétrica? A tensão elétrica, também chamada de diferença de potencial elétrico (ddp), é a quantidade de energia gerada a fim de que cargas elétricas se movam em um circuito elétrico, produzindo uma corrente elétrica. Por exemplo:

Quando queremos ligar lâmpadas, eletrodomésticos ou eletrônicos, os inserimos na tomada ou colocamos uma bateria neles. Da mesma forma, se quisermos ligar um controle remoto, é necessário inserir nele uma pilha que causará uma diferença de potencial no circuito interno do aparelho e fará com que as cargas elétricas se movam.

E para que servem os fios?

Permitem a passagem de cargas elétricas pelos elementos do circuito, que, ao serem percorridos, admitem que a energia elétrica seja convertida em outras modalidades úteis ao homem. Qualquer caminho por onde as partículas portadoras de cargas elétricas possa fluir é chamado de circuito elétrico.

CONHECENDO OS COMPONENTES

LED

O LED é um componente eletrônico semicondutor, ou seja, um diodo emissor de luz ( L.E.D = Light emitter diode ), mesma tecnologia utilizada nos chips dos computadores, que tem a propriedade de transformar energia elétrica em luz. Tal transformação é diferente da encontrada nas lâmpadas convencionais que utilizam filamentos metálicos, radiação ultravioleta e descarga de gases, dentre outras. Nos LEDs, a transformação de energia elétrica em luz é feita na matéria, sendo, por isso, chamada de Estado sólido ( Solid State ).

O LED é um componente do tipo bipolar, ou seja, tem um terminal chamado anodo e outro, chamado catodo. Dependendo de como for polarizado, permite ou não a passagem de corrente elétrica e, consequentemente, a geração ou não de luz.

Protoboard

Protoboard, é uma placa que permite a montagem e teste de circuitos sem a necessidade de soldar, apenas “espetando” os componentes na placa. Com isso, é possível montar um circuito que não conhecemos muito bem seu comportamento e efetuar diversos testes, tendo a liberdade de substituir os componentes da forma que desejar e só soldar o circuito em uma placa definitiva quando tudo estiver testado e funcionando perfeitamente.

A estrutura da ferramenta é simples: ela é composta por faixas de barramentos e faixas de terminais.

As faixas terminais são dois conjuntos de faixas verticais separados por uma parte central vazada. Cada coluna apresenta cinco pontos conectados por um condutor metálico, a que se tem acesso por meio dos furos da estrutura plástica do dispositivo. Assim, todo condutor presente em uma dessas faixas estará também conectado aos demais.

Já as faixas de barramentos são os conjuntos de duas faixas que estão localizadas nas extremidades do protoboard, utilizados, normalmente, na distribuição de sinais de alimentação dos circuitos montados. Geralmente, possuem uma faixa na cor azul, que serve como um sinal de alimentação negativa do circuito, e uma de cor vermelha, como sinal de alimentação positiva.

MÃO NA MASSA

– Materiais:

1 LED 5mm
1 Resistor de 300 a 470 Ω
Fios Jumper’s
1 Protoboard
Arduino Uno ou outro

Montagem

No caso do nosso projeto, a fonte de energia vem da porta 11 do Arduino. Com a programação correta, é possível ligar e desligar a energia do pino 11, fazendo o LED acender e apagar. No esquema da montagem do circuito, as linhas coloridas são a representação gráfica dos jumpers. Utilize-os para ligar os componentes entre si conforme a ilustração abaixo. Note que o pino 11 está conectado ao lado positivo do LED, enquanto o GND vai no pino negativo, passando antes pelo resistor.

Código

Copie o código abaixo e cole o mesmo na IDE Arduino.

// Preparação do Arduino, este código irá rodar uma única vez
void setup()
{
  // Colocamos o pino 12 do Arduino como OUTPUT (saída)
  pinMode(12, OUTPUT);
}

  
// Este código é chamado automáticamente pelo Arduino, ficará em
// loop até que seu Arduino seja desligado
void loop()
{
  // Ativamos o pino 12 (colocando 5v nele)
  digitalWrite(12, HIGH);
  // Aguardamos 1 segundo
  delay(1000);
  // Desligamos o pino 12
  digitalWrite(12, LOW);
  // Aguardamos mais um segundo
  delay(1000);
  // Este código irá se repetir eternamente
}

Depois, verifique e carregue o código para a placa utilizando o cabo USB.

Para selecionar a porta do Arduino, basta ir em “Ferramentas”, em seguida “Porta” e selecionar a porta onde seu Arduino aparecer conectado.

Clique em carregar e aguarde. Caso todas as suas ligações estejam corretas, o seu Arduino deverá ascender e apagar o LED em um intervalo de 1 segundo, repetindo-se infinitamente até que seja desligado.

ENTENDENDO A FUNDO

Software

Neste projeto usamos duas funções do Arduino: digitalWrite() e delay()

O termo “digital” significa que a saída só pode ter um de dois estados: ligado ou desligado. Também podemos nos referir a esses dois estados como HIGH/LOW ou 1/0. No circuito que vamos usar, quando a saída está em nível alto (HIGH ou 1), o LED acende; e quando a saída está em nível baixo, (LOW ou 0), o LED apaga.

O termo “write” significa escrita, e quer dizer que iremos “escrever” um estado digital (HIGH/LOW) em um dos pinos do Arduino. Esse é um comando utilizado quando o pino tem uma função de saída (iremos ver mais sobre entradas e saídas nos próximos projetos).

O termo “delay” significa atraso ou espera. Ele usado para manter o processador parado por um tempo.

Nessa parte, apresentamos as duas funções necessárias para ligar e desligar o LED, digitalWrite() e delay().

Saída Digital:

digitalWrite([pin], [HIGH/LOW])

A função digitalWrite()) é usada para definir o estado de um pino para alto ou baixo.

O primeiro parâmetro pin serve para identificar o pino que está sendo acionado, e nos próximos experimentos vamos explorá-lo mais. Por hora, vamos nos concentrar apenas no segundo parâmetro.

Quando um pino está em HIGH, ele produz na saída uma tensão de cerca de 5V, essa tensão faz passar uma corrente através do LED e o mesmo se ilumina. Quando o pino está em LOW, a tensão e saída é de 0V, fazendo com que a corrente pare de circular e o LED fique desligado.

Antes de usar odigitalWrite(), é muito importante se certificar que o pino a ser utilizado foi previamente configurado como saída, pois do contrário, ele não vai funcionar corretamente. Para configurar o pino, nós utilizamos o comando pinMode(), que é inserido usualmente dentro do setup(). Dessa forma temos que inserir a linha de código pinMode(11, OUTPUT); por exemplo, se quisermos usar o pino D11 como saída (veremos mais sobre os pinos do Arduino nos próximos projetos).

Delay de Milissegundos:

delay([ms])

O Arduino executa o código tão rápido que às vezes precisamos retardá-lo com um atraso, chamado aqui de delay. Esta função irá interromper o funcionamento do programa por um determinado número de milissegundos. Um segundo é composto por 1000 milissegundos (ms), então, se o parâmetro for de 1000 (ms) o atraso será de um segundo.

Kim Okada

Montando um Circuito com LED no Arduino