sexta-feira, 6 de novembro de 2015

Multivibrador astável utilizando leds

    Hoje explicarei como calcular um um multivibrador astável utilizando leds. Para o nosso projeto utilizaremos como fonte de tensão 4 pilhas ligadas em série, o que totaliza 6 volts. Queremos que os leds pisquem alternadamente, sendo que cada piscada demore meio segundo. Utilizaremos nesse projeto o transistor de uso geral BC547, mas pode-se usar também qualquer outro transistor de uso geral. A tensão base-emissor (Vbe) do BC547 é 0,7 V e Seu Beta(Hfe) mínimo é de 110.
Os Leds que utilizaremos serão 2 leds vermelhos, sendo que cada um deles provoca uma queda de tensão de mais ou menos 1,65 Volts. O esquema elétrico do circuito é o da figura 1.

     Para começar devemos determinar qual corrente deverá passar pelo led. Analisando o manual vemos que a máxima corrente contínua que pode passar pelo led vermelho é 40 mA, mas adotaremos 5mA, pois essa corrente além de ser segura e proporcionar um bom acendimento do led ainda é mais econômica.
Então se a corrente que deverá passar pelo Led é de 5mA(0,005A), então essa é também a corrente de coletor (Ic) do transistor.
Vamos calcular o valor de R1 e R4 que são os resistores de carga (Rc). Como nosso multivibrador piscará em intervalos de tempos iguais os dois resistores de carga também serão iguais, então basta calcularmos um deles.
Rc=(Vcc-Vled)/Ic
Rc=(6-1,65)/0,005
Rc=4,35/0,005
Rc=870
Adotaremos o valor comercial de resistores um  pouco mais baixa para garantir a tensão suficiente no led, adotaremos 820 Ω.
A potência mínima de dissipação que esse resistor deverá ter é de:
PRc= Rc*Ic²
PRb=820*0,005²
 PRb=820*0,000025
PRb=0,025W adotaremos então um resistor de 820 Ω e 1/16W de potência, A tolerância pode ser de 5%. (cinza, vermelho, marrom e ouro)

Agora vamos ao cálculo de R2 e R3 que são os resistores de base (Rb)
5,8*R<Rb<βmin*Rc
5,8*820<Rb<110*820
4756<Rb<90200
Por tanto Rb deve ser maior que 4756 e menor 90200, adotaremos 47kΩ.
A potência de Rb:
PRb=(Vcc-Vbe)²/Rb
PRb=(6-0,7)²/47000
PRb=5,3²/47000
PRb=28,09/47000
PRb=0,000598W,  adotaremos 1/32W de potencia para os Rb.
A tolerância também poderá ser de 5%. (Resistor de cores amarelo, violeta, laranja e ouro).

Falta-nos determinar o valor dos capacitores(c), mas para tal devemos lembrar que t=t1(led aceso)+t2(led apagado). Como queremos que o led permaneça meio segundo (0,5s) em cada estado(aceso e apagado) temos que: t=0,5+0,5=1s
C= t / (1,38*Rb)
C= 1 / (1,38*47000)
C=1 /64860
C= 0,000015F adotaremos, portanto, um capacitor eletrolítico de 15uF.

O esquema elétrico pronto é mostrado na figura 2.


A forma de onda é mostrada abaixo:

  (imagens tiradas do multisim)

LISTA DE COMPONENTES:
2 transistores bc547
2 resistores de 820 Ω com 1/16W  e 5% de tolerância(cinza,vermelho, marrom e ouro)
2 resistores de 47000 Ω com 1/32W e 5% de tolerância (amarelo, violeta, laranja e ouro)
2 leds vermelhos
2 capacitores eletrolíticos de 15uF(15 micro-farad)
matriz de contatos ou placa de circuito impresso.

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