Professor, hoje tem aula de quê ???

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Na seção " Professor, hoje tem aula de quê ??? " você encontrará artigos interessantes e material das aulas teóricas e práticas. 

A seção de informações é dividida por matérias e temas dirigidos aos alunos de cursos técnicos de Eletroeletrônica, Aprendizagem Industrial na área de Eletricista de Manutenção e Engenharia Elétrica.

Capítulo 01 - Notas de aulas aplicadas em Sistemas Eletroeletrônicos Analógicos.

1. EAG 001: Aula 01 - Evolução e domínio da eletricidade;
2. EAG 002: Aula 02 - Fundamentos de eletrostática;
3. EAG 003: Aula 03 - Fundamentos de Magnetismo;
4. EAG 004: Aula 04 - Fundamentos de eletromagnetismo;
5. EAG 005: Aula 05 - Tudo sobre resistores.
1. AP 05.1: 20_07_01 Código de cores de Resistores.
2. AP 05.2: 24_03_02 Identificação e decodificação código de resistores.
3. AP 05.3: 19_03_03 Associação de resistores. 
4. AP 05.4: 19_03_04 Aplicação de associação de resistores (LED).
5. AP 05.5: 19_03_05 Lei de Ohm, Kirchhoff e Joule.
6. AP 05.6: 19_03_06 Exercícios de Eletricidade básica.
6. EAG 006: Aula 06 - Tudo sobre Capacitores.
1. AP 06.1: 24_04_01 Tipos de Capacitores.
2. AP 06.2: 24_04_02 Carga e descarga de Capacitor. 
7. EAG 007: Aula 07 - Tudo sobre Indutores.
1. AP 07.1: 24_04_01 Código de cores indutores axiais.
2. AP 07.2: 24_04_02 Identificação de tipos de Indutores. 
3. AP 07.3: 23_04_03 Carga e descarga de indutor.
8. EAG 008: Aula 08 - Introdução á semicondutores - Diodos.
1. EA 08.1: 20_05_01 Diodos Retificadores e Zenner.
2. AP 08.2: 24_05_02 Diodos - Retificador meio onda com filtro. 
3. AP 08.3  24_05_03 Retificador onda completa com derivação central e filtro. 
4. AP 08.4: 24_05_04 Retificador onda completa em ponte de diodos e filtro. 
5. AP 08.5: 24_08_05 Cálculo de resistor série Zenner.
6. AP 08.6: 24_08_06 Regulador Zenner com resistor de derivação.  
7. AP 08.7: 24_08_07 Cálculo de regulador série com transistor. 
9. EAG 009: Aula 09 - Diodos Emissores de Luz. 
1. AP 09.1: 23_05_01 Aplicação de associação de resistores (LED).
2. AP 09.2: 24_04_02 Circuitos LED's: Simples, Série e Paralelo .
10. EAG 010: Aula 10 - Reguladores de Tensão Integrados.
1. AP 10.1: 24_09_01 Regulador integrado LM78L12.
2. AP 10.2: 24_09_02 Regulador integrado LM317.
3. AP 10.3: 24_05_03 Fonte de Alimentação com regulador SRG.
4. AP 10.4: 24_08_04 Fonte - Teste e energização SRG. 
11. EAG 011: Aula 11 - Transistores.
1. AP 11.1: 24_09_01 Configuração base coletor e emissor comum BC548.
2. AP 11.2: 24_09_02 Transistor configuração base comum BC548.
3. AP 11.3: 24_09_03 Transistor configuração emissor comum BC548.
4. AP 11.4: 24_09_04 Transistor configuração coletor comum BC548.
5. AP 11.5: 24_05_05 Driver á relé com transistor SRG.
6. AP 11.6: 24_10_06 Transistor em corte e saturação - Driver Relé.
7. AP 11.7: 24_11_07 Transistor como medidor de Nível SRG.
12. EAG 012: Aula 15 - Diodos de Potencia.

© Direitos de autor. 2018: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 19/04/2022.

Aula 29 - Componentes eletrônicos SMD

Figura 01 - Montagem "PTH" e "SMD"

Os componentes eletrônicos, como resistores, capacitores, indutores, transistores e entre outros além de serem fabricado com a tecnologia PTH - Pin Through Hole - (“Pino pelo furo”) também são fabricados com a tecnologia SMD - Surface Mounted Device (“Dispositivo montado na superfície”). Na figura 01 temos o resistor "PTH" e o capacitor cerâmico "SMD".
Estamos acostumados a utilizar o metro como unidade de medida de comprimento, mas, quando se trata de alguns componentes SMD e da confecção de PCBs, a polegada passa a ser utilizada. Mais precisamente, no milésimo de polegada (mils) em alguns casos. Com isto, a nomenclatura de alguns componentes será baseada na medida em polegada, conforme veremos adiante.

Figura 02 - Resistor e capacitor "SMD"

Tanto os resistores, quanto os capacitores cerâmicos compartilham os mesmos encapsulamentos. Entretanto, cada um tem uma aparência diferente. O encapsulamento nada mais é do que um pequeno retângulo medindo menos de 1 milímetro em cada dimensão. Veja na figura 02, um exemplo de capacitor e de um resistor "SMD" e suas diferenças em relação aos encapsulamentos.

Pode haver diferentes encapsulamentos (mesmo formato, mas tamanhos diferentes) para resistores capacitores.

O nome do encapsulamento é formado por 4 dígitos (a maioria). Os dois primeiros informam o comprimento do componente em polegadas e os dois últimos informam a largura do componente também em polegada, a codificação do encapsulamento e mostrado na figura 03.

Figura 03 - Código de encapsulamento SMD

Por exemplo: um encapsulamento é o 1206. 12 indica que o comprimento do componente é de 0,12 polegadas (0,125 na realidade) e 06 indica que a largura é de 0,06 polegadas. O nome do encapsulamento pode aparecer em milímetros, mas a polegada é mais usual. Veja um comparativo de alguns dos encapsulamentos existentes na imagem abaixo.

Apesar da grande quantidade, existem alguns encapsulamentos mais comuns, como: 1206, 0805 e 0603. É a partir dos componentes eletrônicos de pequenas dimensões que os dispositivos complexos são capazes de ficarem tão compactos a ponto de caberem no seu bolso.





Valores de resistor e capacitor

Figura 04 - Resistor 390R.

Infelizmente, não é possível ler o valor de um capacitor cerâmico SMD, pois ele não vem com nada escrito. Portanto, só medindo com um capacímetro para identificar um capacitor SMD perdido.

Já no caso dos resistores, a regra para identificar o componente é parecida com as regras que vimos no PTH. O resistor vêm com uma indicação de 3 ou 4 dígitos, sendo que: os primeiros dígitos formam os dígitos do valor nominal; e o último dígito é o multiplicador (10^multiplicador). Vamos entender  com o exemplo da figura 04.

Interpretando o resistor acima, seu valor nominal é: 39 * 10^1. Ou seja, é um resistor de 390Ω.

Código de diodos e LED's

Figura 05 - Diodo M7.

Alguns diodos retificadores acabam tendo encapsulamentos em dimensões muito próximas das mostradas acima. Por exemplo, o diodo da figura 05 (M7) pode ser facilmente soldado em uma footprint de um componente 1206.

Entretanto, o diodo pode vir em alguns formatos diferentes. Um deles é o encapsulamento SOD (Small Outline Diode) e outro é o DO-214AC, como é o caso do diodo da imagem acima.

O diodo retificador SMD (M7) é compatível com o diodo 1N4007 que suporta a maior tensão reversa, por isso pode substituir todos os demais retificadores desta série, que são. 

• Corrente =1A, 
• Tensão Reversa = 1000V

A mesma questão de dimensionamento parecido acontece com os LEDs. Mas, normalmente, eles são informados utilizando a notação de milímetro. Veja alguns deles figura 06.

Figura 06 - Led 3528 e 1210.

O LED SMD é encapsulado em um chip com dimensões de 2,8 mm x 3,5 mm e é chamado de 3528 SMD.Também existe outros tamanhos como 2835SMD, 4014SMD, 5730SMD, etc.

Os LED SMD de tamanho grande, como o 5050 SMD, possui 3 chips de diodo, cada um com uma cor diferente encapsulada (por exemplo, vermelho, verde, azul). Assim, o 5050 SMD pode ser combinado para criar luzes coloridas.

Capacitor eletrolítico de alumínio e de tântalo

Figura 07 - Capacitor Eletrolítico

Além do capacitor cerâmico mostrado na figura 01, existem os capacitores de alumino e de tântalo que possuem diferentes encapsulamentos. Veja na figura 07 o formato do encapsulamento do capacitor eletrolítico.

O encapsulamento destes componentes não possui um nome definido. Na realidade, eles podem ser especificados por um letra que define suas dimensões. Entretanto, o capacitor de tântalo possui um encapsulamento bem parecido com o dos resistores e capacitores cerâmicos.

Além das letras, os capacitores eletrolíticos de alumínio podem ser especificados da seguinte forma: D4.0XH5.5. Onde o primeiro número (4.0) define o diâmetro do capacitor e o segundo (5.5) define a altura do mesmo. No capacitor eletrolítico há a indicação do polo negativo.

Veja na figura 08 o formato do encapsulamento do  capacitor de tântalo. 

Figura 08 - Capacitor de Tântalo

Os capacitores de tântalo podem ser especificados da mesma forma que os resistores e capacitores cerâmicos (comprimento x largura, mas em milímetros): 3216, 3528, 6032 e 7343. No capacitor de tântalo há a indicação do polo positivo.

Interpretando o capacitor de tântalo, seu valor nominal é: 10 * 10^7. Ou seja, é um capacitor de 100.000.000pF ou 100uF com 40 milésimo de polegada de largura por 31 milésimo de polegada de altura.

Transistores e CIs de poucos pinos

Figura 09 - Encapsulamento
de transistores.

Assim como no PTH, tanto os transistores quanto alguns circuitos integrados de poucos pinos, possuem o mesmo tipo de encapsulamento SMD. Este tipo de encapsulamento é chamado de SOT (Small Outline Transistor) e existem vários encapsulamentos SOT, como: SOT-23, SOT-89, SOT-143, SOT-223 etc… Veja alguns exemplos na tabela da figura 09.

Os encapsulamentos acima são bem comuns, o da esquerda é o SOT-23 e o da direita é o SOT-223.

Além dos transistores, estes encapsulamentos também são utilizados em diodos e reguladores de tensão. Alguns deles são mais adequados para dissipar potência, como é o caso do SOT-223 que possui uma maior área metálica para este objetivo.

Circuitos Integrados

Figura 10A - Encapsulamento
de circuitos integrados.

Os circuitos integrad os mais complexos podem vir nos seguintes formatos: SOIC (Small Outline Integrated Circuit) e SOP (Small Outline Package): Os dois encapsulamentos são bem parecidos, mudando apenas alguns espaçamentos.

São encapsulamentos que possuem duas fileiras de pinos paralelas. A quantidade de pinos é variável e ela define o nome do encapsulamento. Por exemplo, um CI de 16 pinos terá um encapsulamento SOIC-16 ou SOP-16.

QFP (Quad Flat Package)

Figura 10B - Encapsulamento
de circuitos integrados.

Possui 4 fileiras de pinos, uma em cada lado do CI. A quantidade de pinos é variável e ela define o nome do encapsulamento. Por exemplo, um CI de 80 pinos terá um encapsulamento QFP-80. Existem vários subtipos deste encapsulamento, como: TQFP, LQFP, BQFP, etc… 

Um muito comum de ser encontrado é o TQFP.

PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier)

Possui 4 fileiras de pinos, uma em cada lado do CI. A diferença entre este e o QFP é que aqui os terminais ficam “dobrados”.

A quantidade de pinos é variável e ela define o nome do encapsulamento. Por exemplo, um CI de 68 pinos terá um encapsulamento PLCC-68.

LCC (Leadless Chip Carrier)

Figura 10C - Encapsulamento
de circuitos integrados.

Possui 4 fileiras de conexões, uma em cada lado do CI. Neste caso, os terminais são substituídos por conexões de cerâmica (superfícies de contato).

A quantidade de pinos é variável e ela define o nome do encapsulamento. Por exemplo, um CI de 68 pinos terá um encapsulamento LCC-68.

BGA (Ball Grid Array)

Figura 11 - Encapsulamento
BGA.

Possui todos os seus pinos na parte debaixo do CI. Os pinos são pequenas esferas dispostas em um certo arranjo (array). Este tipo de encapsulamento é muito utilizado em CIs de alta complexidade como os processadores, que é o caso do CI da figura 11.

© Direitos de autor. 2014: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/03/2014.

Utilidades - Folha para planejamento PCI "Stripboard"

Diagramas eletroeletrônicos de circuitos mostram como os componentes eletrônicos são ligados entre si. Cada componente é representado por um símbolo.Diagramas eletroeletrônicos de circuitos mostram as conexões tão claramente quanto possível com todos os fios trefilados ordenadamente como linhas retas. A disposição real dos componentes é geralmente muito diferente do esquema de circuito e isso pode ser confuso para o iniciante. O segredo é se concentrar nas ligações , e não as posições reais de componentes.

O diagrama eletroeletrônico de um circuito temporizador e  o layout com circuito integrado LM555 são mostrados aqui para que você possa ver a diferença.

Um diagrama do circuito eletroeletrônico é útil ao testar um circuito e para entender como ele funciona. É por isso que as instruções para projetos incluem um diagrama de circuito, bem como a placa de circuito impresso (layout da placa) que é necessário para construir o circuito.

Desenhar diagramas de circuitos não é difícil, mas é preciso um pouco de prática para desenhar diagramas claros. Você certamente vai precisar para desenhar diagramas de circuitos se você projetar seus próprios circuitos.

Siga estas dicas para o ter melhores resultados: Certifique-se de usar o símbolo correto para cada componente. Desenhe fios de ligação como linhas retas. Coloque um "ponto" em cada junção entre os fios. Coloque rótulos nos componentes, tais como resistores (R1) e capacitores (C1) com seus valores.

A alimentação positiva (+) deve estar na parte superior e o negativo (-) de alimentação na parte inferior. A alimentação negativa geralmente é rotulado 0V, zero volts.

Se o circuito é complexo: tente organizar o diagrama de modo que os fluxo de sinais vá da esquerda para a direita; as entradas e controles devem estar à esquerda, as saídas à direita.

Você pode omitir os símbolos de baterias ou fonte de alimentação, mas você deve incluir (e rótulo) nas linhas de alimentação na parte superior e inferior.

Diagramas de circuitos para eletrônica são desenhados com o (+) alimentação positiva na parte superior e negativo (-) fornecimento na parte inferior. Isto pode ser útil para a compreensão do funcionamento do circuito porque a tensão diminui à medida que se movem para baixo do diagrama de circuito.


Abaixo temos uma folha para planejamento de um circuito eletrônico. 

Para facilitar o planejamento, é melhor usar papel marcado com uma grade de 0,1" para combinar com o espaçamento dos furos do stripboard. Você pode usar papel quadriculado ou experimentar a Stripboard Planning Sheet , que você pode baixar e imprimir.

Trabalhar em 'tamanho real' em uma grade de 0,1" facilita permitir o espaço correto para os componentes, mas você precisará desenhar com muita precisão. Se preferir trabalhar em uma escala ampliada, você pode usar um pedaço de stripboard para medir os tamanhos dos componentes em 'número de furos'.

A folha para planejamento de diagrama elétrico está disponível em : 20_08_01 Folha_Strip_Board_SRG.

Algumas destas postagens foram traduzidas e adaptadas das páginas dos Clube de eletrônica disponível em: << electronicsclub.info >>.

© Direitos de autor. 2014: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 31/07/2015

Utilidades - Placas de Circuito Impresso Universal

Placas de Circuito Impresso Universal: As Placas de Circuito Impresso do tipo Universal ( PCI Universal ) tem tiras paralelas de faixa de cobre sobre um dos lados. As faixas são de 0,1 " (2,54 milímetros) e há furos a cada 0,1" (2,54 milímetros). São usadas para fazer circuitos permanentes soldadas.

É ideal para pequenos circuitos com um ou dois CIs. A PCI Universal não requer nenhuma preparação especial e pode ser cortado com uma pequena serra. A conversão de um diagrama de circuito elétrico para uma montagem em PCI Universal não é linear porque a disposição dos componentes é diferente. Concentre-se nas conexões entre os componentes. Separe todas as peças que você vai usar no circuito e corte a PCI Universal com uma pequena folga, de modo que você pode usar um pedaço fora do espaço mínimo de que necessitam.

Para alguns componentes (IC) o espaço necessário é fixo, mas para os outros, você pode aumentar o espaço para obter uma melhor layout. Por exemplo a maioria dos resistores exigem pelo menos três furos de espaçamentos, mas podem facilmente atravessar através de uma distância maior.

Se necessário o resistor pode ser montado verticalmente entre as faixas adjacentes (0.1" de espaçamento). Este arranjo pode ajudar a produzir uma placa menor e com disposição mais simples. Você deve planejar a montagem em papel ou no computador e verificar o seu plano de montagem do circuito com muito cuidado antes de tentar soldar qualquer parte do circuito.

Ao planejar um layout de placas de circuito impresso, você deve se concentrar nas conexões entre os componentes, não em suas posições no diagrama de circuito. A melhor maneira de explicar o processo de planejamento é por exemplo, então a seção abaixo explica o processo passo a passo para um circuito astável 555 que pisca um LED.

As trilhas da placas de circuito impresso universal são horizontais em todos os diagramas.

O diagrama de circuito (como o acima) é o ponto de partida para qualquer layout de placa de ensaio, mesmo que você já tenha construído um circuito de teste na placa de ensaio .

O LED pisca a uma taxa determinada pelos resistores R1 e R2 e pelo capacitor C1. R1 deve ter pelo menos 1kΩ e ambos R1 e R2 não devem ter mais de 1MΩ. Para selecionar um valor para o resistor de LED R3, consulte a página LEDs .

• Tempo de LED ligado: Tm = 0,7 × (R1 + R2) × C1
• Tempo de LED desligado: Ts = 0,7 × R2 × C1
• Tempo total = Tm + Ts = 0,7 × (R1 + 2R2) × C1
• Frequência (flashes por segundo), f = 1 / T

Tm e Ts são aproximadamente iguais se R2 for muito maior que R1. Para mais informações, consulte NE555 como astável .

Planejando o layout

1. Coloque o suporte de CI perto do centro da sua planilha de planejamento com o pino 1 no canto superior esquerdo (como no diagrama). Você pode achar útil numerar os pinos.
2. Marque as quebras em cada trilha sob o suporte do CI com uma cruz (X). As quebras impedem que pinos opostos do CI sejam conectados juntos. A trilha ao lado de cada pino do CI é conectada a esse pino, o diagrama mostra isso para os pinos 3 e 6.
3. Marque as trilhas de alimentação +Vs e 0V, escolha trilhas que estejam 2 ou 3 espaços acima e abaixo do suporte do CI, conforme mostrado no diagrama.
4. Agora adicione os links de fio . Desenhe um 'blob' ( gota) em cada extremidade de um link. Os links são verticais porque os trilhos do stripboard fazem as conexões horizontais. Fio de cobre estanhado (sem isolamento) pode ser usado para esses links, a menos que haja risco de tocarem outros fios (nesse caso, use fio isolado de núcleo único). Trabalhe em volta do pino do CI pino por pino a partir do pino 1.
5. Desenhe todos os links diretos para as trilhas de alimentação (+Vs e 0V). O diagrama mostra o pino 1 conectado a 0V e os pinos 4 e 8 conectados a +Vs.
6. Desenhe quaisquer links necessários entre pinos no mesmo lado do CI. Não há nenhum no exemplo, mas esses links são simples de adicionar.

Links para pinos do outro lado do CI exigem mais reflexão. Se os pinos estiverem opostos um ao outro, você pode apagar a quebra de trilha (X) entre eles. Caso contrário, os pinos podem ser vinculados conectando ambos a uma trilha não utilizada acima ou abaixo do CI. O diagrama mostra os pinos 2 e 6 vinculados dessa forma. Outro método é vinculá-los com fio isolado dobrado ao redor do CI (veja o projeto Flashing LED, por exemplo).

Adicionando componentes

1. Adicione componentes que serão montados no stripboard, como resistores, capacitores e diodos. Certifique-se de permitir o tamanho deles, que determina o número mínimo de furos e, às vezes, o máximo também. Este é geralmente o estágio mais difícil do planejamento de um layout, então espere mudar seu plano várias vezes. Lembre-se de rotular os componentes, caso contrário, ficará confuso quando houver vários no plano.

Conexões que não envolvem o CI são feitas usando uma trilha não utilizada. Por exemplo, o resistor R3 e o LED são conectados por uma trilha não utilizada acima do CI.

Observe arranjos alternativos usando os links que você já fez. Por exemplo, o LED precisa se conectar a 0 V, mas é um longo trecho até a trilha de 0 V. É mais fácil conectar o LED à mesma trilha que o pino 1 do CI porque essa trilha já está conectada a 0 V por um link de fio.

O resistor R2 precisa se conectar do pino 7 ao pino 6 e pode fazer isso diretamente montando-o verticalmente. No entanto, ele foi conectado do pino 7 ao trilho usado para conectar os pinos 2 e 6; o espaço extra que isso proporciona permite que o R2 fique horizontalmente na placa.

Adicionando fios

1. Adicione fios aos componentes que ficarão fora do stripboard, como interruptores. Eles normalmente devem ficar à esquerda e à direita nas bordas da placa. Comece adicionando o clipe da bateria ou os cabos de alimentação às trilhas +Vs e 0V. As conexões para os outros componentes fora da placa geralmente são fáceis porque você não precisa levar em conta o tamanho deles, basta puxar os fios para as trilhas corretas.

Verifique seu plano com muito cuidado, verificando cada conexão mostrada no diagrama do circuito. Uma boa maneira de fazer isso é trabalhar em volta do CI pino por pino. Verifique todas as conexões e componentes conectados ao pino 1, depois vá para o pino 2, e assim por diante.

Melhorando o plano

1. Procure maneiras de melhorar seu plano . Por exemplo, pode ser possível eliminar uma trilha não utilizada movendo uma trilha de alimentação para mais perto do CI - mas certifique-se de que ainda haja espaço suficiente para os componentes. Também pode ser possível mover links e componentes para mais perto do CI horizontalmente para tornar a área da placa necessária um pouco menor.

Trilhas não utilizadas acima e abaixo do CI foram eliminadas no exemplo. Isso afetou dois componentes, o resistor R1 e o capacitor C1, mas ambos ainda caberão no espaço reduzido. O plano poderia ser comprimido um pouco mais movendo componentes e links para mais perto do CI horizontalmente, mas isso não foi feito.

Versão final

1. Por fim, verifique seu plano novamente e faça uma cópia limpa, totalmente etiquetada com todas as referências ou valores dos componentes. Calcule o tamanho do stripboard necessário. Observe que um furo extra foi deixado à esquerda e à direita para evitar soldar no final de uma trilha. As juntas feitas no final de uma trilha provavelmente quebrarão porque o pequeno pedaço de trilha além do último furo se solta facilmente da placa.

É tentador correr direto para soldar o circuito, mas verifique seu plano cuidadosamente primeiro. É muito mais fácil corrigir erros no plano do que corrigi-los na placa soldada!

Este plano de exemplo é apenas um dos muitos layouts possíveis para o circuito. O projeto Flashing LED usa o mesmo circuito, mas o plano stripboard é bem diferente. Neste caso, o objetivo era ter o número mínimo de ligações de fios.

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

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

Aula 28 - Produção de placa de circuito impresso com transferência térmica

Figura 01 - Placa de circuito impresso feito por transferência térmica.

Hoje vamos apresentar um método muito prático e barato para confecção de uma placa de circuito impresso a ser utilizada na montagem de nossos protótipos. Trata-se do processo de transferência térmica, que, basicamente, consiste em imprimir o layout do circuito eletrônico em  uma folha de transparência para retro projetor e transferir este layout para a face cobreada de  uma placa de circuito impresso virgem através de um processo térmico, utilizando nada mais nada menos que um simples ferro de passar roupas.

Figura 02 - Transparência para impressora laser.

Conforme podemos observar na figura 01, a qualidade final e a precisão das trilhas é muito boa e atende muito bem às necessidades de um protótipo rápido. Observamos o detalhe de uma PCI confeccionada através deste processo que receberá um Microprocessador de encapsulamento SMD TQFP de 64 pinos (distância entre terminais de 8 mills).

O primeiro passo para confecção de nossa PCI é o desenvolvimento do layout do circuito eletrônico. Esta etapa não é o foco deste artigo, mas pode ser realizada com a utilização de um software específico para este fim como o Proteus Ares, Eagle, Free PCB ou até mesmo um editor gráfico como o Corel Draw, mas particularmente prefiro o Proteus Ares.

Figura 03 - Circuito impresso em transparência.

Pois bem, de posse do layout pronto devemos imprimi-lo em tamanho real e com a imagem invertida, já que depois de transferido, será invertido novamente assumindo a orientação correta. Para que o layout seja transferido para a PCI, precisamos de uma impressora a laser monocromática e papel transparência próprio para ser utilizado nesta impressora. A característita de um impressora à laser é transferir a imagem para a folha de papel através de um processo térmico. Utilizaremos a mesma característica para retransferir este desenho para a PCI virgem.

Figura 04 - placa de circuito impresso virgem.

É muito importante que a transparência seja adequada para uso em impressoras à laser, caso contrário, o calor gerado na impressão pode derreter a transparência e danificar a impressora permanentemente. Este tipo de transparência pode ser encontrada em qualquer boa papelaria ou copiadora de sua cidade. No caso de não se dispor de uma impressora a laser, uma alternativa é levar o arquivo para ser impresso em uma copiadora (que possua uma impressora laser) ou então, imprimir em uma impressora convencional e depois tirar uma xérox diretamente na transparência. Este serviço pode ser realizado facilmente em qualquer boa copiadora que tenha um atendente com o mínimo de boa vontade. Peça para imprimir no máximo contraste, o que faz com seja depositado mais material durante à impressão e a qualidade final seja melhor.

Figura 05 - Fotolito sobre placa de circuito.

Na figura 02 há uma folha de transparência para impressora à laser. Vale salientar que existe lado correto pra imprimir na transparência. Caso não exista nenhuma indicação na própria transparência, basta umidecer a ponta do dedo e tocar os lados da folha. O lado que apresentar a textura mais pegajosa, como uma cola fraca, é o lado correto para se imprimir.

Para otimizar a transparência podemos imprimir layouts de diversos circuitos diferentes na mesma folha, quantos assim couberem. E vale a pena imprimir também mais de uma cópia do mesmo circuito para ser utilizado caso ocorra algum problema durante o processo e não seja necessário imprimir tudo novamente.

Figura 06 - Caneta para retroprojetor.

Depois de impresso, o resultado deve se assemelhar a imagem da figura 03. Observação: A foto foi tirada do lado oposto ao impresso, por isso a imagem não aparece invertida.

O próximo passo consiste em corta a placa de circuito virgem do tamanho adequado, ou um pouco maior, para receber a transparência. A superfície da placa deve estar limpa e sem resíduos. Para isso, podemos lixá-la com uma esponja de aço levemente até que fique brilhando. Depois limpamos os resíduos restantes com álcool isopropílico, a placa de ficar com foto da figura 04 - placa de circuito impresso virgem limpa.

Podemos ainda dar um banho de alguns segundo na solução de percloreto de ferro (que mostraremos a seguir) para deixar a placa um pouco mais áspera e a tinta se fixar melhor.

Figura 07 - Percloreto de ferro.

Com a placa limpa, sobrepomos a ela a transparência com a face impressa tocando a camada de cobre. Com alguns pedaços de fita dupla face nas pontas, garantimos que não se moverão durante a próxima etapa, a transferência térmica. conforme mostrado na figura 05 - Fotolito sobre pci.

Neste momento nos preparamos para realizar a transferência térmica propriamente dita. Para isso necessitamos de uma fonte de calor  plana e que aplique certa pressão sobre o sanduíche de placa para que a tinta do toner se desprenda da transparência e se deposite sobre a camada de cobre. Existem no mercado diversas prensas para esta finalidade, mas como nosso objetivo é o de confeccionar apenas alguns protótipos sazonalmente, podemos utilizar no lugar desta prensa um ferro de passar roupas comum.

Basta aquecê-lo na temperatura máxima por alguns minutos e, em seguida, pressioná-lo sobre a transparência e contra a placa de circuito impresso fazendo movimentos circulares e longitudinais. Passamos o ferro de passar por cima de toda a superfície a ser transferida tomando o cuidado para não deixá-lo parado sobre o mesmo ponto por muito tempo. O tempo de 2 à 3 minutos neste processo é o suficiente. Se deixar o ferro parado por muito tempo, o cobre pode aquecer demais e se despender da placa de fenolite estragando seu trabalho.

Se durante este processo a transparência se deformar é porque ela é de má qualidade ou não adequada para uso em impressoras à laser.

Figura 08 - Solução percloreto de ferro.

Em seguida basta deixar a placa esfriar um pouco ao ar livre e submergi-la em um recipiente com água. Isso fará com que a transparência seja removida facilmente deixando a tinta  impregnada na placa de cobre.

Pequenas falhas na transferência do layout podem ser corrigidas com uma caneta de marcação permanente, conhecidas como “marca CD” ou “caneta para retroprojetor” - figura 06.

A próxima etapa do processo é a remoção do material não desejado da placa de cobre. Para isso utilizamos uma solução de percloreto de ferro – Encontrada em lojas de componentes eletrônicos ou de produtos químicos, mostrado na figura 07 - Percloreto de ferro.

Figura 09 - PCI  em solução de percloreto de ferro

Algumas soluções devem ser dissolvidas em água, enquanto outras estão prontas para o uso. Existe ainda o percloreto de ferro em pó que deve ser dissolvido em água para o uso. Siga as instruções do rótulo do produto.

Prepare um recipiente plástico ligeiramente maior que a área da placa a ser corroída e despeje percloreto em quantidade necessária para cobrir a placa em 1 cm aproximadamente. Quanto mais produto, mais rápido o processo, contudo, se economizar na quantidade poderá guardar para futuras placas. Veja a figura 08 - Solução percloreto de ferro.

Figura 10 - PCI corroída

Mergulhe a placa na solução de percloreto de ferro e movimente o recipiente continuamente, mantendo um dos lados apoiado sobre a superfície e elevando e abaixando a outra extremidade do recipiente plástico. Este procedimento faz com que a solução se movimente sobre a superfície da placa acelerando o processo de corrosão. Verifique regularmente o processo de corrosão retirando a placa da solução e visualizando se o cobre já foi removido. Este processo varia muito e, utilizando a quantidade recomenda anteriormente, dura 10 minutos aproximadamente.

Figura 11 - PCI pronta com método de transferência térmica.

Verifique atentamente se não existe mais cobre entre as trilhas antes de parar este processo. Outrossim, também não se deve deixar a placa imersa nesta solução por tempo demasiado, o que provocará a corrosão do cobre das próprias trilhas do circuito, inutilizando a placa, veja figura 09 - PCI  em solução de percloreto de ferro.

Quando todo o cobre não protegido for removido, retiramos a placa da solução e a lavamos com água corrente. Temos então a placa de circuito impresso pronta,  conforme figura 10 - Placa de circuito impresso corroída.

Retirando a tinta com uma esponja de aço, temos o resultado final apresentado abaixo na  figura 11 - Placa de circuito impresso pronta.

Para proteger as trilhas de cobre e evitar sua oxidação recomendo a aplicação de uma camada de verniz a base de breu, encontrada nas lojas de componentes eletrônicos. Além de proteger contra a oxidação, o breu facilita a soldagem dos componentes na placa. O resultado final foi apresentado na figura 01. 

Vale lembrar que, como em qualquer aprendizado, o tempo leva à perfeição. Então não desanime se o primeiro resultado não sair como esperado, a prática trará ótimos resultados e seus projetos se tornarão mais profissionais ao longo do tempo.
* Colaboração de Marcelo Maciel - Engenheiro de Controle e Automação e Técnico Eletrônico.

© Direitos de autor. 2014: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 27/01/2014