Estando na época natalícia iremos construir um circuito que encaixa no espírito de Natal - uma árvore de Natal com LEDs.
Este circuito é muito simples e permite fazer com que os LEDs pisquem alternadamente em três grupos. O circuito é um oscilador.
A frequência da oscilação está dependente dos valores das resistências (R2, R4 e R6) que carregam os condensadores (C1, C2 e C3) e do valor destes.
No nosso caso, o circuito foi feito com LEDs vermelhos mas podem ser usados LEDs de outras cores desde que no mesmo grupo sejam todos iguais e seja feita a alteração da resistência respectiva (R2, R4 ou R6).
O que é um LED? Um LED é um tipo especial de díodo que emite luz quando a corrente passa por ele. Como díodo que é, apenas permite que a corrente passe num sentido. Um LED tem dois pinos designados por ânodo e cátodo.
Tipicamente o pino do cátodo (-) é mais curto que o do ânodo (+). Outra forma de verificar qual o ânodo e o cátodo é através da superfície lisa do lado do cátodo.
Os LEDs atualmente encontram-se em diferentes formas e cores, e diferentes características eléctricas.
Resumo das características dos LEDs de 5mm de uma cor:
| Cor | Queda de Voltagem | Consumo Corrente |
|---|---|---|
| Vermelho | < 2V | 20mA |
| Laranja | < 2.1V | 20mA |
| Amarelo | < 2.2V | 20mA |
| Verde | < 2.2V | 20mA |
| Azul | < 3.7V | 30mA |
| Branco | 3.5V | 20mA |
Nota: Existem outros tipos de LEDs - RGB, Bi-Cor, Tri-cor, Flashing-LEDs, etc, mas não foram referidos para simplificar a explicação.
Para que obtenha o valor da resistência a usar deveremos recorrer à lei de Ohm: R = V / I
Do circuito sabemos que a tensão de entrada é 5V. Como o valor de I em é Amperes considera-se 0.02 A. (20mA)
A Tensão a dissipar é 5 - 2 = 3V, o que faz com que o valor da resistência mínimo deva ser 3/0.02 = 150 Ohm.
Isto para a intensidade máxima dos LEDs. Como os LEDs conseguem-se ver com menos intensidade iremos usar uma de valor superior (470 Ohm).
Para Verem o circuito a funcionar podem ver online no falstad.
Podem ver o modelo 3D que foi feito para este circuito (com o formato da àrvore de Natal) aqui.
Esquemático
Componentes (BOM)
- 17x LEDs 5mm Vermelhos (D1 a D17)
- 3x Resistência de 470 Ohms (R2, R4, R6)
- 3x Resistência de 10K Ohms (R1, R3, R5)
- 3x Transístor NPN S9014 (Q1, Q2, Q3)
- 3x Condensadores Electrolíticos de 22uF 16V (C1, C2, C3)
- 1x Protoboard com 15x6 buracos
Pin-out dos IC/Componentes
