Ferramentas - Ferro de soldar e Sugador de solda

Ferro de solda: Para a eletrônica o melhor tipo é alimentado por uma rede elétrica (127V), ele deve ter um cabo resistente ao calor para a segurança. A potência deve ser de 15 a 25W e deve ser equipado com um ponta revestida de cerâmica fina de 2 a 3 mm de diâmetro. 

Para pequenas montagens opte por um ferro de 30 a 40W no máximo, que é mais do que suficiente para a soldagem de componentes eletrônicos normais. O importante é que o ferro tenha a temperatura da ponta controlada. Excesso de temperatura pode danificar o componente ou a placa de circuito impresso. O ideal é uma temperatura da ordem de 320 °C.

Outros tipos de ferro de soldar: Ferros de temperatura controlada (Estação de Solda) são excelentes para uso frequente, mas não vale a pena devido ao custo elevado. Ferros movidos a gás são projetados para uso onde a corrente elétrica não está disponível e não são adequados para uso diário.

Suporte de ferro de solda: Você deve ter um lugar seguro para colocar o ferro quando você não está segurando. O suporte deve incluir uma esponja que pode ser humedecido para limpar a ponta do ferro. Estas esponjas trabalham umedecidas com água e são resistentes à temperatura da ponta do ferro. Sempre que você faz uma soldagem fica algum resíduo na ponta. Assim de tempos em tempos você precisa limpar a ponta, passando na esponja de limpeza, que deve estar sempre encharcada de água. O suporte vai evitar que você estrague sua mesa, se queime ou até provoque um incêndio.

Sugador de solda: ferramenta para remoção de solda quando é necessário desoldar um contato elétrico para corrigir um erro ou substituir um componente. O sugador é útil no reparo de placas e para sanar problemas de curto por excesso de solda. A manutenção do sugador deve ser feita periodicamente. Para isto ele deve ser desmontado e limpo internamente. Para lubrificá-lo, use grafite em pó em pequena quantidade. Após remontar o sugador, retire o excesso de grafite acionando o sugador diversas vezes.

Carretel de solda: O melhor tamanho para a eletrônica é 22 AWG azul (60/40). Para pequenas montagens você pode optar pelo fornecimento em tubo. A solda para eletrônica pode ser a normal ou a "no clean" que deixa menos resíduos na soldagem e é mais fácil de limpar.

Alicate de corte: Para aparar componente rente a placa de circuito. O cabo emborrachado, além de conforto protege contra choque elétrico.

Alicate de bico: Estes alicates são usados para flexão e segurar os componentes. 

Preparando o ferro de solda: Coloque o ferro de solda em seu suporte e plug na rede elétrica. O ferro vai levar alguns minutos para chegar a sua temperatura operacional de cerca de 400 ° C. Umedeça a esponja na bancada. A melhor maneira de fazer isso é retirá-lo do suporte e segure-a sob uma torneira de água fria, por um momento, então aperte para remover o excesso de água. Ele deve estar úmida, não encharcada. Espere alguns minutos para que o ferro de solda aqueça. Você pode verificar se está pronto, tentando derreter um pouco de solda na ponta. Limpe a ponta do ferro sobre a esponja úmida. Isto irá limpar a ponta.  Derreta um pouco de solda na ponta do ferro. Isso é chamado de "estanhar" e vai ajudar o calor a fluir a partir da ponta do ferro para a articulação. Ele só precisa ser feito quando você ligar o ferro, e, ocasionalmente, enquanto solda, se você precisa limpar a ponta limpa na esponja. 
Boas e más soldas: Segure o ferro de solda como uma caneta, perto da base da alça. Lembre-se de nunca tocar o elemento quente. Toque o ferro de solda onde a solda será feita. Certifique-se de que toca tanto o componente principal e a trilha. Segure a ponta lá por alguns segundos e alimente um pouco de solda sobre a articulação. Deve fluir suavemente para o chumbo  formar uma forma de vulcão, como mostrado no diagrama. Aplique a solda à junção, e não no ferro. • Remover a solda, mantendo o ferro ainda na articulação. Deixe os conjuntos por esfriar antes de mover a placa de circuito. Verifique o conjunto de perto. Ele deve estar brilhante e tem a forma de um 'vulcão'. Para ter sucesso deve garantir que o terminal e a trilha são aquecidos totalmente antes de aplicar solda.
A solda que geralmente chamamos de solda de estanho, na realidade não é composta apenas por estanho. A composição da solda varia a mais comum é composta aproximadamente por 60% de estanho e 40% de chumbo. A percentagem de estanho pode aumentar, aumentando por isso a qualidade da solda. Para eletrônica e montagem de circuitos, a solda mais utilizada  é a que vem em fios de 0,8 a 1,2 mm de espessura e com proporção de estanho-chumbo de 60/40.

Desoldagem: Para retirar um componente de uma placa eletrônica através da dessoldagem que é um pouco mais fácil no caso de resistores, capacitores, diodos e transistores. 

No caso de chips é mais difícil devido ao grande número de terminais. O sugador de solda possui um êmbolo de pressão que remove a solda derretida dos circuitos. Primeiro pressione o seu êmbolo, depois aproxime o seu bico da solda derretida e pressione o botão para que o bico sugue a solda. O sugador puxará a solda derretida para o seu interior. Aperte novamente o êmbolo para que possa expelir a solda retirada, já no estado sólido.

Se estiver difícil de derreter, coloque um pingo de solda nova na ponta do ferro de soldar para facilitar a condução térmica, derretendo mais facilmente a solda da junção a ser desfeita. Sem tirar a ponta do ferro de soldar, encoste o bico do sugador na solda derretida e dispare. Se o componente não ficar totalmente solto, encaixe uma chave de fenda e puxe-o levemente, usando a chave como alavanca. Encoste agora o ferro de soldar novamente no terminal e o componente sairá com facilidade.

Mas atenção é desaconselhável a dessoldagem de chips por principiantes. Além de ser uma operação muito mais difícil, os chips são extremamente sensíveis à temperatura.

Outra maneira é com malha de cobre. Aplicar tanto o malha e a ponta do seu ferro de solda para a junta. Como a solda funde a maior parte vai fluir para o pavio, longe da articulação. Retire a malha primeiro, depois o ferro de solda. Corte a extremidade da malha revestida com solda.

Depois de remover a maior parte da solda da junta (s), você pode ser capaz de remover o fio ou cabo do componente de imediato (permitir alguns segundos para esfriar). Se a articulação não sair facilmente devemos aplicar seu ferro de solda para derreter os vestígios remanescentes de solda e ao mesmo tempo, como puxar a articulação à parte, tendo o cuidado para não se queimar.

Primeiros socorros para queimaduras: A maioria das queimaduras de solda tendem a ser menores e tratamento é simples: Imediatamente arrefecer a área afetada suavemente com água fria corrente. Mantenha a queimadura na água fria durante pelo menos 5 minutos (15 minutos é recomendado). Se o gelo é prontamente disponível este também pode ser útil, mas não retardar o arrefecimento inicial com água fria. Não aplique os cremes ou pomadas. A queimadura vai curar melhor sem eles. Um curativo seco, como um lenço limpo, pode ser aplicado se quiser proteger a área de terra. Para reduzir o risco de queimaduras: Sempre devolver o ferro de solda para sua posição imediatamente após o uso. Permitir articulações e componentes de um minuto ou mais para esfriar antes de tocá-los. Nunca toque o elemento ou a ponta de um ferro de solda, a menos que você esteja certo que é fria.

© Direitos de autor. 2018: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/11/2018

Utilidades - Matriz de Contatos

Matriz de Contatos: A Matriz de contatos é usada para fazer circuitos temporários. Não é necessário soldar por isso é fácil de alterar as ligações e substituir de componentes.
As peças não serão danificados de modo que estará disponível para reutilização depois. Quase todos os projetos começaram em uma matriz de contatos para verificar que o circuito funcionava como deveria. A fotografia mostra uma pequena matriz de contatos que é adequado para iniciantes na construção de circuitos simples, com um ou dois CIs (chips). A matriz de contatos têm pequenos "buracos" dispostas sobre uma grelha de 0,1 ". A maioria dos componentes pode ser empurrada diretamente nos furos. CIs são inseridos através da abertura central, com o seu furo ou ponto (pino 1) para a esquerda. As ligações podem ser feitas fio revestido de plástico de diâmetro 0,6 milímetros (tamanho normal). 

O diagrama mostra como os buracos da matriz de contatos estão conectados. As linhas superior e inferior são ligados horizontalmente em toda a extensão, como mostrado pelas linhas vermelhas e pretas no diagrama. A fonte de alimentação está ligado a estas linhas, + 9 v no topo e 0V (zero volt) na parte inferior.

Os outros orifícios são ligados verticalmente em blocos de 5 sem ligação através do centro, como mostrado pelas linhas azuis no diagrama. Observe como existem blocos separados de conexões para cada pino de ICs.
A conversão de um diagrama elétrico de um circuito para um layout na matriz de contatos não é linear porque a disposição dos componentes na matriz de contatos ficará completamente diferente do diagrama de circuito. Ao colocar as peças na matriz de contatos você deve concentrar-se em suas conexões, e não as suas posições sobre o diagrama de circuito. O CI (chip) é um bom ponto de partida para colocá-lo no centro da matriz de contatos e após conecta-se pino por pino, colocando em todas as conexões e componentes para cada pino, um por vez.

© Direitos de autor. 2018: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/11/2018

Equipamentos - Osciloscópio Digital

Muitas vezes, ao testarmos um circuito eletrônico, nos deparamos com a necessidade, de ver qual o formato de onda (ou sinal), em um ponto desse circuito. Nesses casos o multímetro não serve para isso, pois ele pode testar alguns tipos de componentes, mostrar valores para tensão e corrente, mas não mostra forma de onda

Já o Osciloscópio é um instrumento de teste eletrônico, que permite ver graficamente em uma tela, as mudanças na tensão e frequência (variação no tempo) do sinal, que chamamos de onda.

É mostrado normalmente, como um gráfico bidimensional de um ou mais sinais em função do tempo.

A figura 1, mostra um osciloscópio com 2 formas de onda.

É mostrado também a Ponteira, que permite conectar o osciloscópio, ao circuito analisado.

Os osciloscópios basicamente medem valores de tensão, e sua variação em relação ao tempo.

Em uma tela de osciloscópio, a tensão é mostrada no eixo Y, em verde (também conhecido como eixo vertical), e o tempo é representado no eixo X, em vermelho (eixo horizontal), como mostra a figura 2.

Repare, que a tela é dividida em “quadradinhos”, formados por linhas horizontais e linhas verticais. Cada linha representa uma divisão.

A título de exemplo, a senóide mostrada, tem altura total (eixo vertical) de 4 divisões.

Basicamente o sinal é captado (entra) no osciloscópio através da ponteira (também chamada de sonda – Probe em inglês).

Após passar por alguns circuitos eletrônicos dentro do osciloscópio, a forma de onda do sinal captado, é mostrado na tela.

São encontrados dois tipos de osciloscópios:

• Analógicos – Até o final do século passado, o osciloscópio mais comum e usado, era do tipo Analógico.

A tela é constituída de um Tubo de Raios Catódicos (CRT em inglês), muitos semelhantes às televisões antigas.

Este tipo de tubo é comprido, por isso o gabinete, é bastante profundo. Em geral são volumosos (figura 3).

• Digitais ou DSO (Osciloscópio de Armazenagem Digital – DSO em inglês) – Atualmente os osciloscópios são do tipo “Digital” (figura 4), e a Tela é de Cristal Líquido (LCD em inglês), dessa forma têm profundidade bem pequena, ou seja, são compactos, leves e, em geral, os modelos mais básicos tem um custo mais acessível.

Estamos falando em equipamento de uso comum (costumamos dizer que são equipamentos de bancada), osciloscópios com muitos recursos e funções, são em geral muito caros, sendo usados em laboratórios.

Nos osciloscópios Analógicos, a maior parte dos componentes eletrônicos internos são analógicos, por sua vez, os Digitais, usam circuitos integrados para uma aplicação específica ou ASIC (Application-specific integrated circuit). A eletrônica usada é digital.

Independente da maneira como são construídos, a finalidade de aplicação é a mesma nos dois tipos de osciloscópio.

Painel de controle do Osciloscópio

Um osciloscópio visto de frente tem 2 partes: De um lado a Tela, e do outro, um Painel com vários botões para diversos controles. Agora veremos com detalhes o Painel de Controle (figura 5).

O Painel do osciloscópio é constituído basicamente de três partes:

• Seção Vertical,
• Seção Horizontal
• Trigger (gatilho em português)

Cada parte ou seção, tem um papel importante a desempenhar, quando se trata de permitir que o osciloscópio reconstrua um sinal com precisão.

Seção de controle Vertical

Os controles verticais são usados para posicionar e dimensionar a forma de onda verticalmente (figura 6). Controles verticais comuns incluem:

• Conectores de entrada, onde é ligada a ponteira (neste caso Canal 1 e Canal 2),
• Seletor de Volts por Divisão (Volts/Div) – Este seletor, permite diminuir ou aumentar a amplitude dos sinais que são aplicados ao osciloscópio.
• Chave AC / DC / GND (Terra) O mostrado nesta figura não tem.
• Botão giratório para controle do feixe no deslocamento vertical.

Seção controle Horizontais

Os controles horizontais são usados para controle da base de tempo (figura 7). Controles horizontais comuns incluem:

• Seletor de Segundos por Divisão (Sec/Div)

Permite medir a quantidade de tempo por divisão. Como a frequência é o inverso do tempo, sabemos desta forma qual a frequência do sinal mostrado.

• Botão giratório para controle do feixe no deslocamento horizontal.

​Observações:

• As seções de controle Vertical e Horizontal num osciloscópio Analógico, têm a grafia dos valores marcados no próprio painel (figuras 6 e 7). O mesmo não acontece com o osciloscópio Digital. Neste caso a grafia desses valores, aparece na tela do display.
• Os controles Vertical e Horizontal, claro, não afetam ou modificam os valores obtidos. Girar os botões, permite que se enquadre na tela a onda analisada, ou, para que se torne mais preciso, a leitura desses valores.

Seção de controle de Trigger – Sincronização da onda.

O Trigger (gatilho em português), permite que se estabilize uma forma de onda repetitiva, ou capture formas de ondas únicas.

De uma forma mais simples, o trigger quando acionado, permite que uma onda que parece “correr” na tela, fique parada.

O que acontece normalmente, é que quando se captura um sinal, ele não fique estabilizado na tela, mas se deslocando, então gira-se o botão de trigger, até que o sinal se estabilize (pare), como mostrado na figura 8.

O Trigger funciona, “prendendo o início da onda. Tecnicamente ´é chamado de Disparo de Borda e, nesta imagem, a sincronização começa no lado esquerdo da tela, como mostrado na figura 8 (tela `a direita).

Pode-se sincronizar a onda (estabilizá-la) pela borda positiva (na figura 8 à direita, o sinal da onda está subindo, portanto, borda positiva), ou pela borda negativa (não mostrado).

Este é o tipo de trigger é o mais comum (trigger de borda), e está disponível em osciloscópios analógicos e digitais (ver figura 9). A figura mostra o Controle de Trigger para uma osciloscópio Digital (à esquerda), e um Analógico.

Nível de Trigger (Level)

Os dois osciloscópios têm um botão giratório para o nível de trigger “Level”. No osciloscópio Analógico, há vários botões, que permitem outras opções.

No osciloscópio Digital há 1 botão “Trig Menu” que cumpre função equivalente. Porém, ao pressioná-lo, a tela do Osciloscópio apresenta várias opções e, através de outros botões, é possível selecionar a opção desejada.

Esse procedimento (um botão para várias funções) é muito comum em equipamentos digitais, e não há nisso nenhuma surpresa. Os osciloscópios Analógicos em geral, não tem opção de escrever na tela.

O Trigger é uma das funções mais importantes de um osciloscópio, e há casos específicos, em que é necessário outros tipos de trigger, por isso, é comum em equipamentos digitais mais caros, que se tenha várias configurações de disparo especializadas, que não são oferecidas nos instrumentos mais baratos.

• No dia a dia, usa-se a palavra “Trigger” (gatilho em português), em vez de gatilho, ou coisa parecida. Eventualmente, também se usa “sincronizar”, para representar a mesma ação, porém não é muito comum.

Painel com funções específicas

As 3 partes principais de um osciloscópio, foram vistas acima, porém, muitos osciloscópios, principalmente os Digitais, possuem um conjunto de vários botões, com funções específicas (figura 10). Nesta figura (refira-se à figura 5 para ver todo o osciloscópio) podemos observar isso.

Para que servem esses botões? Bem, a função de cada botão é determinada pelo fabricante, por isso é necessário consultar o manual, para entender qual a função que cada botão executa.

Ainda na figura 10, ao lado da tela, há um conjunto de botões e, há esquerda nessa tela (retângulo vermelho), a função de cada um.

Frequentemente para medições básicas, basta conhecer as funções principais do osciloscópio, porém, conhecer bem todas as funções desse equipamento, permite que se use todo o potencial do mesmo.

Finalmente, existem centenas e centenas de modelos de Osciloscópios, é impossível abordar todas as situações, então é sempre importante ter o manual e estudá-lo, para que se possa obter o melhor do equipamento.

Operação básica do Osciloscópio

Nesta seção veremos muito superficialmente, como configurar um osciloscópio para que possa ser usado. Configurando um osciloscópio:

• Desconecte o osciloscópio de qualquer outro equipamento.
• Selecione o Canal 1 e defina o acoplamento para DC.
• Defina a escala vertical de volts/divisão e os controles de posição para posições intermediárias.
• Defina o Reset (modo de disparo) para automático e a fonte disparo para o canal 1
• Defina os controles de tempo/divisão e posição horizontais para posições intermediárias.

Ao ligar o osciloscópio o traço (ou feixe) horizontal que aparece, se apresentará como uma linha reta, pois o equipamento está desconectado e não há nenhum sinal na entrada.

Essa linha ou traço pode estar em qualquer posição, mas uma boa ideia é coloca-lo no meio da tela, através do botão “Posição vertical”, figura 6. Se o traço não aparecer, acione os controles vertical e/ou horizontal, até que apareça.

Caso não consiga sincronizar o sinal na tela do osciloscópio digital, acione a tecla automático, mas não se esqueça que a cada acionamento, você ficará menos inteligente.

Testando a Ponteira

A ponteira não costuma apresentar problema, porém às vezes pode se descalibrar, mostrando na tela as formas de onda distorcidas.

Para calibrá-la, procure no painel frontal do osciloscópio um ponto de teste. Ele gera uma onda quadrada de 1 KHz (esse é o padrão, mas verifique no manual do osciloscópio, para a informação correta).

• Encoste a ponta da ponteira e verifique a forma de onda.

Caso apresente distorção (figura 11), gire o (pequeno) parafuso que existe na própria ponteira, até corrigir a forma de onda. Pronto está calibrada.

A calibração da Ponteira, é muito importante para medidas precisas. Faça-o regularmente.

Aterramento

O aterramento é uma etapa importantíssima quando se faz medições ou trabalha em um circuito, qual quer que seja (veja mais aqui).

O aterramento adequado do osciloscópio é importante por vários motivos, veja os dois principais:

• Protege contra choques perigosos. Neste caso é fundamental.

O aterramento do osciloscópio é necessário por segurança. Se uma alta tensão entrar em contato com o gabinete do osciloscópio não aterrado, pode acontecer algo mais do que um choque. Proteja-se.

Aterre o osciloscópio, usando devidamente o “terra” do cabo de alimentação (com 3 pinos), em uma tomada aterrada.

Verifique qual é o “Terra" (GND) do circuito a ser analisado, e ligue a garra da Ponteira do osciloscópio, nesse ponto.

Muito cuidado com Fontes de Tensão Chaveadas, verifique qual é o terra correto, ou use um Transformador Isolador como mostra a figura 12.

• Proteção de CI’s

Componentes eletrônicos digitais, são muito sensíveis a variações maiores de tensão, principalmente Cargas Eletrostáticas. O aterramento correto, pode evitar que esses componentes se danifiquem ao manuseá-los.

Como medir tensões AC de tomadas elétricas

Nunca se deve medir tensões AC (110V, 220V, etc.) diretamente com o osciloscópio, pois caso você ligue a Garra da Ponteira (que é terra), na Fase, haverá um curto. Na melhor das hipóteses o disjuntor desarma, mas pode acontecer algo pior.

Por isso, é necessário usar um Transformador Isolador, que é um tipo de transformador que isola a entrada (rede elétrica) da saída (ligado ao equipamento).

Na figura 12 mostra-se como medir Tensão Alternada, usando um osciloscópio e um multímetro para essa medição (se medir somente com o multímetro, não precisa do transformador isolador).

© Direitos de autor. 2024: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 13/04/2024