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FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS SÉRIE AUTOMOTIVA SÉRIE AUTOMOTIVA FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA – CNI Robson Braga de Andrade Presidente DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti Diretor de Educação e Tecnologia SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL – SENAI Conselho Nacional Robson Braga de Andrade Presidente SENAI – Departamento Nacional Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti Diretor Geral Gustavo Leal Sales Filho Diretor de Operações SÉRIE AUTOMOTIVA FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Nacional Sede Setor Bancário Norte • Quadra 1 • Bloco C • Edifício Roberto Simonsen • 70040-903 • Brasília – DF • Tel.: (0xx61) 3317- 9001 Fax: (0xx61) 3317-9190 • http://www.senai.br © 2014. SENAI – Departamento Nacional © 2014. SENAI – Departamento Regional de Santa Catarina A reprodução total ou parcial desta publicação por quaisquer meios, seja eletrônico, mecâ- nico, fotocópia, de gravação ou outros, somente será permitida com prévia autorização, por escrito, do SENAI. Esta publicação foi elaborada pela equipe do Núcleo de Educação a Distância do SENAI de Santa Catarina, com a coordenação do SENAI Departamento Nacional, para ser utilizada por todos os Departamentos Regionais do SENAI nos cursos presenciais e a distância. SENAI Departamento Nacional Unidade de Educação Profissional e Tecnológica – UNIEP SENAI Departamento Regional de Santa Catarina Gerência de Educação – GEDUC FICHA CATALOGRÁFICA S491f Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional. Fundamentos eletroeletrônicos automotivos / Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional, Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Regional de Santa Catarina. Brasília : SENAI/DN, 2014. 210 p. il. (Série Automotiva). ISBN 978-85-7519-820-9 1. Automóveis 2. Equipamento eletroeletrônico I. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Regional de Santa Catarina II. Título III. Série CDU: 629.3.0664 Ilustrações Figura 1 - Símbolo universal da tensão elétrica......................................................................................................18 Figura 2 - Caneta de teste de polaridade automotiva .........................................................................................24 Figura 3 - Multímetro automotivo ...............................................................................................................................25 Figura 4 - Osciloscópio automotivo ............................................................................................................................26 Figura 5 - Tipos de ondas expressas pelo osciloscópio .......................................................................................27 Figura 6 - Componentes eletroeletrônicos ..............................................................................................................34 Figura 7 - Resistor ..............................................................................................................................................................36 Figura 8 - Diagrama elétrico sistema de arrefecimento ......................................................................................37 Figura 9 - Diagrama elétrico do sistema de ar interno do veículo ...................................................................38 Figura 10 - Construção de um resistor fixo ..............................................................................................................39 Figura 11 - Cores do resistor indicando resistência ...............................................................................................40 Figura 12 - Velas de aquecimento Diesel ..................................................................................................................41 Figura 13 - Lâmpada automotiva ................................................................................................................................41 Figura 14 - Potenciômetro .............................................................................................................................................42 Figura 15 - Construção de um potenciômetro .......................................................................................................43 Figura 16 - Simbologia de um resistor variável ......................................................................................................43 Figura 17 - Imagem de um semicondutor LDR.......................................................................................................45 Figura 18 - Circuito de um sensor de temperatura do ar ....................................................................................46 Figura 19 - Construção de um capacitor tubular ...................................................................................................47 Figura 20 - Circuito de um capacitor carregado .....................................................................................................48 Figura 21 - Diagrama elétrico do circuito de retificação e utilização do capacitor para filtro ...............49 Figura 22 - Alguns tipos de indutores ........................................................................................................................49 Figura 23 - Tipos de fusíveis ...........................................................................................................................................51 Figura 24 - Cores padrão de fusíveis ...........................................................................................................................52 Figura 25 - Cabos condutores flexíveis ......................................................................................................................53 Figura 26 - Cabo condutor rígido ................................................................................................................................53 Figura 27 - Cabos multipolares .....................................................................................................................................54 Figura 28 - Condutor com malha de blindagem contra interferência ...........................................................54 Figura 29 - Chicote elétrico veicular ...........................................................................................................................55 Figura 30 - Relés .................................................................................................................................................................56 Figura 31 - Construção interna de um relé ...............................................................................................................57 Figura 32 - Terminais de um relé universal ...............................................................................................................57 Figura 33 - Circuito retificador de onda positiva ....................................................................................................58 Figura 34 - Tipos de materiais dos diodos ................................................................................................................59 Figura 35 - Simbologia do diodo .................................................................................................................................59 Figura 36 - Outras formas de simbologia e construção do diodo ...................................................................60 Figura 37 - Formas de polarização de um diodo ....................................................................................................60 Figura 38 - Ponto de ruptura do diodo Zener .........................................................................................................61perceba. Exemplos de resistor são a resistência de um chuveiro elétrico, a resistência de um forno elétrico e a resistência de uma lâmpada. Esses itens nada mais são do que um resistor de potência, que recebe uma diferença de poten- cial para exercer determinado trabalho, o conhecido efeito Joule, que vem a ser o fenômeno que ocorre quando a resistência aplicada ao componente limita a passagem de corrente. Nesse processo, a resistência dissipa calor e faz funcionar o eletrodoméstico, esquentando a água do chuveiro, aquecendo o interior de um forno elétrico e, em alguns processos, dependendo do produto, faz até gerar a luz interna do eletrodoméstico com uma lâmpada incandescente. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 41 P hi lip pe B ru m (2 01 3) Figura 12 - Velas de aquecimento Diesel Fonte: Thinkstock (2015) Nos veículos esse dispositivo, o resistor, é utilizado nos faróis dianteiros, lu- zes de posição, luzes de direção, lanternas traseiras, luzes de freios, entre outros. Alguns componentes necessitam de calor para iniciar seu trabalho, como os ve- ículos diesel, por exemplo, que utilizam velas aquecedoras para esquentar o ar que entra no cilindro e melhorar a queima; já nos veículos leves, ele é usado para aquecer o elemento sensor da sonda lambda. Sua construção se dá com um material de alta potência, tendo como caracte- rística a boa dissipação de calor e incandescência, é constituído por filamentos de níquel cromo para gerar calor e tungstênio para a geração de luz. Gás Filamento luz alta Filamento luz baixa Ampola Conector yv da vy d ([2 0- -? ]) Figura 13 - Lâmpada automotiva Fonte: adaptado de Thinkstock (2015) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS42 3.2.3 RESISTOR VARIÁVEL Sua característica é a alteração de resistência conforme a necessidade de apli- cação. É utilizado em milhares de produtos e sistemas, como controle de volume do som de TVs e rádios, sensores de posição do acelerador, posição da borboleta de aceleração, reguladores de tensão e frequência, entre outros. A rs ol C om p ([2 0- -? ]) Figura 14 - Potenciômetro Fonte: Bao (2014) O resistor variável é composto de carvão condutor aplicado em uma trilha de circunferência entre 270 e 300 graus aproximadamente. Seu parâmetro de varia- ção de resistência é de até 300 graus de circunferência. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 43 Cursor Resistência Terminal Cursor Terminal Terminal Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 15 - Construção de um potenciômetro Fonte: Reis ([2013]) Esse componente funciona a partir da aplicação de um diferencial de poten- cial nos dois extremos da pista de carbono, sendo que uma extremidade é nega- tiva e a outra recebe uma tensão que pode ser de cinco ou doze volts, conforme a necessidade de sinal do sistema. A tensão aplicada na pista resistiva gera um sinal no cursor que passa pela trilha fazendo a leitura de tensão em relação à posição dele sobre a trilha resistiva. Ele é identificado no sistema por um resistor com um traço que se sobrepõe a ele; já o circuito é identificado como um potenciômetro, semelhante a um semicondutor variador de resistência. 1 3 2 1 3 2 D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 16 - Simbologia de um resistor variável Fonte: do Autor (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS44 A resistência entre os dois extremos do potenciômetro pode variar conforme a necessidade de aplicação do componente ao sistema. 3.2.4 RESISTORES ESPECIAIS Você já teve ter ouvido falar, ou visto, veículos que acionam os faróis automa- ticamente quando há baixa luminosidade, sem que o condutor fizesse qualquer movimento, não é? Mas você sabe como isso é possível? E você já se perguntou como um resistor pode informar para a unidade de comando do motor a diferen- ça de temperatura que há no motor? Pois bem, continue estudando e descobrirá como isso tudo é possível. O nome oficial do LDR, ou Fotoresistor, é Resistor Dependente de Luz, do inglês, Light Dependent Resistor, que gerou a sigla LDR, pela qual ele é mais co- nhecido. Esse componente especial é encontrado nos mais diversos sistemas de segurança e, principalmente, no gerenciamento de iluminação. Ele é composto por uma trilha condutiva de sulfeto de cádmio, que tem como característica au- mentar ou diminuir sua resistência interna por meio da luz. Quando há alta influ- ência de luminosidade em sua face, ele modifica a trilha condutiva, reduzindo-a ao máximo, podendo chegar a aproximadamente 100 Ohms, conforme sua fabri- cação. Quando esta iluminação diminui, o componente se modifica fisicamente, aumentando sua resistência na trilha condutiva fazendo a resistência chegar a mega Ohms. No segmento automotivo esse componente é utilizado de formas diferentes, em sensores crepusculares, aqueles que captam a diminuição de luz ao anoite- cer, no crepúsculo. Quando esses sensores percebem que há uma diminuição de luz, os faróis acendem automaticamente. São utilizados em sensores de umidade, quando percebem a presença de chuva, gotas de água mudam a direção e inten- sidade do raio de luz na fotocélula, o que faz acionar os limpadores. E ainda são empregados em sistemas de incêndio, quando a fumaça interfere na captação de luz pelo sensor, acionam os alarmes de incêndio. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 45 Simbologia no circuito/diagrama Trilha de Sulfeto de Cádmio D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 17 - Imagem de um semicondutor LDR Fonte: CFQ Online (2014) Outro tipo de resistor especial é o Resistor PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo) e o Resistor NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo), mais comu- mente chamados de Termistores, por causa da junção entre as palavras tempe- ratura e resistência. Sua construção se baseia em uma composição de cerâmica e polímeros sintéticos, que permitem uma leitura de temperatura entre os – 90C° e 150C°. O Termistor não é somente aplicado a veículos, mas também na indústria, onde desempenha a função de enviar determinadas informações às centrais de gerenciamento de sistemas de proteção sob alta temperatura. Os dados que este sistema envia são: temperatura do motor, do ar interno do habitáculo do veículo, do ar externo, e assim por diante. O sensor PTC tem por característica o aumento da sua resistência conforme o aumento da temperatura, por isso é mais conhecido como Coeficiente de Tempe- ratura Positivo. Ele pode ser programado para iniciar a leitura a partir de determi- nada temperatura. Entretanto, é pouco aplicado aos sistemas, em comparação ao sensor NTC pelo fato deste último ser mais facilmente produzido. Já o sensor NTC, que tem por finalidade a diminuição da sua resistência confor- me o aumento da temperatura, é chamado de Coeficiente de Temperatura Nega- tivo, e é geralmente aplicado a uma grande variedade de sistemas em função da larga escala de leitura equilibrada em relação à temperatura lida. Sua aplicação nos veículos se dá por um circuito divisor de tensão. Em uma central de injeção do motor, por exemplo, ele aplica um sinal de referência para o termistor; porém, com a variação da temperatura, sofre alteração na resistência, o que, por sua vez, modifica a tensão de sinal que, ao retornar para a UCE do motor, informa a temperatura de trabalho do que se deseja medir. Para facilitar a com- preensão de seu funcionamento, observe o circuito a seguir. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS46 Sensor IAT - Circuito THA E2 E1E2 ECM 5V IAT D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 18 - Circuito de um sensor de temperatura do ar Fonte: Sensor... (2014) Entenda, a seguir, as siglas empregadas na figura anterior: • ECM = Unidade de comando do motor; • IAT = Sensor de temperatura do ar; • THA = Sinal de retorno do sensor de temperatura; • E2 = Aterramento do sensor; • E1 = Aterramento da unidade de comando do motor; • Seta = Seta entre o resistor interno, a ECM e o THA indica o sinal de tensão para a central de injeção, de acordo com a diferença detensão, você sabe qual é a temperatura informada pelo sistema. Em seguida, compreenda as funções do capacitor. 3.3 CAPACITOR Este componente é comum em qualquer central eletrônica ou, em qualquer outro sistema elétrico ou eletrônico do veículo, pois trata-se de um armazenador de energia elétrica e, dependendo da sua aplicação no sistema, pode atuar como: gerador de energia para motores elétricos, filtro de energia elétrica, bloqueador de corrente contínua ou sintonizador de circuitos, entre outros. Seu trabalho no circuito eletrônico é armazenar energia elétrica, ou melhor, carga elétrica, de acordo com o trabalho a ser realizado. O nome dado para essa 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 47 capacidade é Farad, nome do cientista que descobriu o fenômeno físico para ar- mazenamento de carga elétrica no circuito, o físico e cientista Michael Faraday. A variação de construção destes componentes é bastante extensa conforme a aplicação no circuito eletrônico, pois há capacitores de variados materiais e tipos, como os ajustáveis para sintonização de rádios e circuitos, os de cerâmica e poli- éster para altas frequências, e os eletrolíticos, entre tantos outros, para proteger de picos de tensão e filtros. Os capacitores mais simples possuem em sua construção básica dois condu- tores denominados de armaduras, e também um isolante, cujo nome é dielétrico. A capacidade de armazenamento de carga elétrica de um capacitor é igualmente proporcional ao material e comprimento dos condutores aplicados ao capacitor; e quanto maior for o material dielétrico entre as armaduras, ou seja, quanto maior a distância entre os dois condutores internos do capacitor, tanto menor será a capacidade do componente em armazenar carga elétrica. A seguir, você poderá visualizar um capacitor de formato tubular axial, o qual tem seus terminais em lados opostos, diferente do radial, que tem a saída dos seus terminais na mesma base. Para que tenha maior capacidade de armazenar energia elétrica, a constru- ção do capacitor se dá por um enrolamento dos condutores, fazendo aumentar seu comprimento. O material utilizado na construção desses condutores é o alu- mínio, já o material usado para fazer o isolamento das armaduras pode variar. Na figura a seguir, é possível ver que o isolamento pode ser feito com papel, com poliéster, styroflex, etc. Metal (alumínio) 10nF Dielétrico (papel, poliéster, styro�e�, etc.) D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 19 - Construção de um capacitor tubular Fonte: Conheça... (2014) O cálculo aplicado para verificar a capacitância ou seja, a capacidade de tensão e carga que um capacitor tem de armazenar carga elétrica, é: capacitância (C) = carga (Q) tensão(V) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS48 Nestes circuitos de corrente contínua, o capacitor opera como um curto quan- do é alimentado diretamente. Á medida que vai sendo carregado, sua corrente diminui, e, então, atua como um circuito aberto. Para melhor exemplificar, veja um circuito temporizador e protetor a seguir. Ele funciona como um protetor, pois no momento inicial em que o circuito é alimentado, o primeiro componente a receber a carga maior da corrente elétrica é o capacitor, evitando assim o pico de tensão inicial pelo componente a ser energizado. Assim que o circuito da fonte de alimentação é desligado, o capacitor trabalha como uma fonte de energia por determinado tempo, cedendo sua carga armazenada ao componente consumi- dor, como uma lâmpada, por exemplo. E i i i r R C +Q -Q A¹ A² V + - D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 20 - Circuito de um capacitor carregado Fonte: Ferraro (2013) Na figura visualizada anteriormente há um circuito simples que ilustra, em A1 e A2, a diferença de corrente que passa pelo circuito quando ele está fechado, iniciando a carga do capacitor, e quando o capacitor está totalmente carregado. Note que o capacitor se encontra com carga positiva (+Q) em um dos terminais e com carga negativa (-Q), no outro terminal. Na maioria dos sistemas com corrente alternada, o capacitor trabalha como um filtro, semelhante a um resistor no circuito, pois como a corrente alternada é senóide¹, e sua onda passa pelo positivo e pelo negativo, o capacitor está sempre carregando e descarregando, conforme sua aplicação. Nesses sistemas o capaci- tor poderá levar mais ou menos tempo para descarregar, variando também, con- forme sua aplicação no circuito. Na figura a seguir, veja um capacitor atuando em um circuito retificador de tensão, equalizando a onda já separada pelo diodo. No lado superior direito há a onda positiva, vinda do circuito retificador. No momento em que o capacitor entra em ação, ocorre a equalização da onda, fazendo com que o capacitor fique constantemente carregando e descarregando tensão elétrica. Note que o mo- mento em que o capacitor descarrega, a queda da onda é lenta e proporcional, sem queda brusca da onda ao zero. 1 SENÓIDE Curva representativa das variações do seno em função do ângulo ou do arco. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 49 Vrede D1 1N4007 D3 1N4007 D4 1N4007 D2 1N4007 C1 1000uF RL 12,5Ω Vp Vmáx Vmin VRL VRL t t D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 21 - Diagrama elétrico do circuito de retificação e utilização do capacitor para filtro Fonte: Projetos Tecnológicos (2014) 3.4 INDUTOR Na maioria das oficinas mecânicas e em pontos de reparação de circuitos eletrôni- cos o indutor é conhecido simplesmente como bobina. Ele opera como um acumula- dor de energia elétrica, bem diferente do capacitor, visto anteriormente, e é aplicado na elétrica e eletrônica nos mais diversos sistemas porque tem a função de armaze- nar a energia elétrica por meio do campo magnético. O indutor é comumente usado para aplicação em transformadores, circuitos estabilizadores de tensão e em filtros conhecidos como “passa baixa”, nos quais o indutor ignora ondas de alta frequência, permitindo somente as ondas de baixa frequência no circuito. Sua construção é muito simples se comparado a de um circuito integrado, que será estudado posteriormente. O indutor é constituído por um fio condutor, ge- ralmente cobre, enrolado em uma base de ferrite, material magnético que auxilia na concentração do campo magnético em relação às linhas de força. O condutor de cobre envolve o ferrite em forma de espiras. Sua construção pode variar con- forme a aplicação. W al di r S an to s Ca rd os o (2 01 3) Figura 22 - Alguns tipos de indutores Fonte: Cardoso (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS50 3.5 FUSÍVEL É bem possível que você já tenha ficado parado na estrada por algum problema com este componente. O fusível, que funciona como um protetor do circuito, é, na verdade, um dispositivo bem simples no que diz respeito a sua construção e suas características de funcionamento. Ele atua como um protetor do sistema elétrico e eletrônico veicular, pois impede a passagem de uma alta corrente pelo circuito, fazendo com que determinado sistema fique com seu circuito aberto para evitar uma circulação excessiva de corrente elétrica que poderia causar da- nos ao veículo ou fazer com que parasse totalmente de funcionar. Ele é feito com uma liga metálica com baixíssimo ponto de fusão, na maioria das vezes, com chumbo, mas eventualmente com zinco. Quando ocorre a pas- sagem de uma corrente muito alta, que ultrapassa o valor para o qual o fusível foi construído para operar, ocorre o efeito Joule, que faz o componente se partir, para assim evitar uma série de problemas, como um curto circuito no sistema, um superaquecimento, uma sobrecarga de energia, um incêndio, a queima de determinado componente atuador, ou ainda, problemas nas centrais de geren- ciamento. Os fusíveis são vários, para cada necessidade, como na construção, na indús- tria etc., há um tipo específico. No meio veicular os fusíveis podem variar no seu ponto de fusão em relação à inércia do seu aquecimento, ou seja, quanto maior a calibraçãode corrente da construção de um fusível em relação à corrente a ele aplicada, tanto maior, ou menor, será o tempo que levará para se partir. CURIOSIDADE Alguns veículos possuem um fusível específico para transporte quando sai da montadora para as lojas. Este fusível é responsável por alimentar de- terminados sistemas evitando assim um consumo sem necessidade de corrente elétrica enquanto o veículo está sendo transportado, podendo levar dias da montadora até uma concessionária. Os fusíveis podem ser localizados em qualquer ponto do veículo. Em determi- nados circuitos eles estão no vão do motor, envoltos, geralmente, por uma caixa de plástico protegendo-os contra água e sujeira; eles também podem estar no interior do veículo, geralmente do lado esquerdo do motorista, abaixo do painel; em outros modelos, podem estar localizados no porta malas, no meio do chicote com formato cilíndrico, e em vários outros lugares, como junto ao módulo de 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 51 som ou em outros equipamentos de adaptação. A seguir, você poderá visualizar alguns tipos de fusíveis, como o cilíndrico, o mini fusível, o maxi fusível, o fusível por lâmina, entre outros. Te ka bo s ([2 0- -? ]) Figura 23 - Tipos de fusíveis Fonte: Tekabos... (2014) Outro detalhe em relação aos fusíveis é o de sua aplicação. Em alguns veícu- los os fusíveis são conhecidos como termofusíveis ou interruptores térmicos, pois têm a característica de ficar ao lado externo de algum componente para monito- rar a temperatura. Ao exceder uma dada temperatura, previamente especificada, o fusível abre seu contato, evitando a passagem de corrente elétrica. No momen- to em que a temperatura volta a se estabilizar, o fusível passa a conduzir corrente elétrica no circuito outra vez. Outra questão importante relacionada aos fusíveis é a padronização de suas cores em relação a sua corrente de aplicação. Se você checar a caixa de fusíveis de um veículo, verá que a corrente de aplicação deles está impressa na parte supe- rior, junto da sua coloração, para facilitar a visualização quando a caixa se encon- tra em local de difícil acesso. Desta forma, em determinados sistemas já é possível identificá-los pela cor, como o 5A laranja claro, o 7,5A marrom, o 10A vermelho, o 15A azul, o 20A amarelo, o 25A cristal, o 30A verde, o 40A laranja e assim por diante. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS52 Ba o (2 01 4) Figura 24 - Cores padrão de fusíveis Fonte: Bao (2014) 3.6 CONDUTOR ELÉTRICO O condutor elétrico é todo e qualquer elemento que possua capacidade de conduzir eletricidade através de sua estrutura. Ele é utilizado em fábricas, residên- cias, ruas, subsolos, veículos, eletroeletrônicos domésticos em geral, bem como em milhares de outras aplicações. O condutor elétrico pode ser desde um condutor elétrico simples até a água (com acréscimo de substância para maior condutividade), placas metálicas e tri- lhas de cobre em placas de circuito eletrônico. Um ótimo exemplo é o próprio chassi do veículo, que leva o polo negativo da bateria a qualquer ponto do chassi do automóvel para que, em caso de necessidade de terra, o mecânico possa fazer a instalação de um ponto de iluminação traseira, facilitando muito o trabalho e evitando mais custos com a adição de condutores que transpassem o veículo. Há vários tipos de condutores no meio veicular. A construção deles é feita por um agrupamento de fios entrelaçados, geralmente de cobre ou alumínio, que são excelentes condutores de pequena espessura, e envoltos em um material iso- lante, geralmente de teflon, policloreto de vinilo e silicone especial, o que evita contato dos cabos entre si ou com outras partes do veículo. Estes condutores são conhecidos como condutores flexíveis por causa do material de que são feitos e por sua construção. Essa característica permite um melhor manuseio na constru- ção do veículo e suporta repetidas movimentações sem quebrar ou alterar sua estrutura; tendo em vista que o veículo sofre constantemente trepidações. Como você deve imaginar, esse componente é muito aplicado na suspensão e no mo- tor, entre outros. Veja a figura a seguir, que ilustra a composição de cabos condu- tores flexíveis. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 53 m sk .n in a ([2 0- -? ]) Figura 25 - Cabos condutores flexíveis Fonte: Thinkstock (2015) Já os cabos condutores rígidos raramente são aplicados aos veículos, pois pos- suem somente um condutor elétrico de maior espessura envolto por uma capa isolante. Geralmente são aplicados na construção civil, em residências em geral, pelo fato de não serem maleáveis e poderem facilmente ser partidos se forem continuadamente dobrados. Veja a figura a seguir. de m ar co -m ed ia ([ 20 -- ?] ) Figura 26 - Cabo condutor rígido Fonte: Thinkstock (2015) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS54 Os condutores elétricos são também denominados unipolar e multipolares, que nada mais são do que mais de um cabo condutor envolto de um segundo isolador, levando estes condutores isoladamente juntos por meio de um cabo único aplicado a vários sistemas, como equipamentos elétricos e eletrônicos e construções em geral. ul ka n ([2 0- -? ]) Figura 27 - Cabos multipolares Fonte: Thinkstock (2015) A parte construtiva do condutor elétrico é aplicada, geralmente, em antenas de rádio e TVs para evitar interferências externas e nos veículos, em sensores de rotação e em sinais do sensor de oxigênio. O condutor elétrico recebe um isolamento, que depois é coberto por uma ma- lha de blindagem, geralmente de cobre, ligada ao terra, o que evita interferências de eletromagnetismo e outras frequências, e, por fim, envolto novamente por um isolador, como você pode ver na figura a seguir. Re de s & C ia (2 01 1) Figura 28 - Condutor com malha de blindagem contra interferência Fonte: Botossi (2012) Nos veículos, o nome dado aos grandes conglomerados de condutores elétri- cos é “chicote elétrico” (esse nome é muito difundido pelos reparadores automo- tivos), pelo fato de vários condutores se agruparem a ponto de formar uma alta concentração de cabos e fios devidamente isolados, atravessando o vão do motor 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 55 e o automóvel por inteiro. Essa concentração de condutores elétricos sai da parte da frente do veículo e atravessa-o até a parte traseira para poder fazer ligações de outros componentes que precisam ser acionados por sinais de centrais ou neces- sitam de alimentação elétrica. Nos extremos desses condutores dos chicotes há conectores elétricos já acoplados aos circuitos. D el ph i ( [2 0- -? ]) Figura 29 - Chicote elétrico veicular Fonte: Delphi Corporation (2014) Você deve estar sempre muito atento à aplicação dos condutores elétricos nos veículos, pois quanto maior a espessura do condutor aplicado, tanto menor será a resistência para a passagem da corrente elétrica. Sendo assim, é correto dizer que quanto maior for o comprimento do condutor, tanto maior será a resistência elé- trica do condutor. Por exemplo: suponha que um condutor de 1 (um) metro tem a resistência de 1 (um) Ohm; se você distribuir este condutor no veículo, utilizando 5 (cinco) metros de fio, terá um condutor de cinco metros com a resistência de cinco Ohms. Ou seja, o aumento da resistência é proporcional ao comprimento do condutor. 3.7 RELÉ Este componente está aplicado na grande maioria dos veículos automotivos, pois atua como um protetor do sistema onde uma energia eletromagnética acio- na um interruptor metálico. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS56 Sc he rv en sk i F ilh o (2 01 4) Figura 30 - Relés Fonte: Bao (2014) Para o acionamento de componentes que necessitam de uma alta corrente de consumo, como por exemplo a bomba de combustível, o relé consome certa corrente para trabalhar, em torno de 5 a 10 amperes, podendo variar conforme a construção da bomba. Sabe-se que o componente responsável pelo acionamento da eletrobomba de combustívelé a central de gerenciamento do motor, mas por meio do relé da bomba. Então, imagine uma corrente de 10 amperes passando por dentro de um circuito eletrônico. Se durante a passagem dessa corrente acontecesse algum problema com os componentes eletrônicos, o relé é que protegeria o circuito. Apesar de ele funcionar usando uma baixa corrente, ele consegue acionar um campo eletromagnético que permite a passagem de uma alta corrente. Sua bobi- na é acionada por meio de miliamperes. Desta forma, a unidade de gerenciamento do motor utilizada como exemplo aciona o relé responsável por alimentar positivamente a bomba de combustível por meio de uma corrente muito baixa em um dos quatro terminais do relé, que, corresponde a uma extremidade da bobina. Quando a outra extremidade da bo- bina está aterrada, gerando uma diferença de potencial entre seus dois terminais, sendo eles 85 e 86, esse enrolamento induz um campo eletromagnético atraindo o contato de uma chave metálica que permite a passagem de corrente nos dois terminais restantes do relé. O terminal 30 recebe uma alimentação direto da ba- teria e ao fechar contato transmite a tensão positiva saindo pelo terminal 87. A seguir veja o exemplo de construção de um relé simples de quatro terminais. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 57 C F G B i i i i M E N A D A – Armadura da bobina B – Indutor ou Bobina de acionamento C – Contato móvel D – Haste de contato E – Terminal 87 Saída da corrente elétrica para Bomba F – Contato xo G – Terminal 30 Entrada de tensão elétrica proveniente da bateria M – Mola auxiliar de retorno (algumas construções possuem somente carga da chapa metálica como retorno) N – Núcleo de ferro I – Corrente elétrica D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 31 - Construção interna de um relé Fonte: Centro... (2014) Existem também os relés de acionamento básico com cinco terminais, o ter- minal extra nos relés é denominado como 87a e é onde o contato móvel fica em repouso quando a bobina não está energizada. Essas numerações impostas aos terminais dos relés seguem a norma DIN72552, e podem variar conforme suas aplicações em veículos ou placas de circuito. Veja na figura a seguir que em al- guns relés o circuito interno está impresso na capa plástica, o que facilita a visua- lização do seu funcionamento. 12v 40/30 A 4 terminais 86 87 85 30 12v 40/30 A 5 terminais 86 87 85 87 30 12v 40/30 A 5 terminais 86 87 85 87a 30 Re pe l A ut om ot iv a ([2 0- -? ]) Figura 32 - Terminais de um relé universal Fonte: Mendes (2015) Além dos relés de acionamento básico do sistema, que fazem funcionar os motores elétricos, eletroválvulas, luzes entre outros, os veículos contém relés temporizadores, como o do pisca ou o de certos alarmes, que são acionados em determinados períodos e intervalos de tempo. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS58 3.8 DIODOS Este componente tem um papel fundamental na eletroeletrônica veicular e é usado em vários circuitos eletrônicos do veículo. Alguns sistemas chegam a utili- zar diodos robustos para a alta passagem de corrente elétrica, como é o caso do circuito de retificação de tensão gerada pelo alternador do veículo que você estu- dará mais adiante. O que deve ser ressaltado neste momento é que esse compo- nente da eletrônica tem a característica de trabalhar como um filtro, permitindo a passagem somente da diferença de potencial característica de sua construção (positiva ou negativa). Já outros sistemas utilizam o Diodo Zener como protetor do sistema porque re- querem uma regulagem de tensão mais precisa, que evite a passagem de determina- dos picos de corrente. A seguir, você pode ver como um diodo retificador de corrente pode atuar no sistema. Note que a corrente antes de entrar em um terminal do diodo está com sua corrente alternada e que ao passar pelo diodo há somente o resultado da corrente contínua com diferença de potencial positiva por causa da alta frequên- cia da fonte. + - Diodo 127 Vef 60Hz Tensão alternada IL RL Tensão contínua A B 0 0 0 D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 33 - Circuito retificador de onda positiva Fonte: Gonçalves (2014) A construção destes semicondutores é feita por meio de um composto espe- cífico de cristal com finalidade semicondutora, de germânio ou silício. Seus termi- nais opostos sofrem alterações por diversos tipos de materiais no momento da sua criação, gerando, assim, diferentes polaridades em cada uma de suas extre- midades. Considerado na eletrônica como um dos mais simples semicondutores jamais criados, na sua aplicação dentro do circuito, sofre uma pequena queda de tensão durante a sua passagem, e seu consumo pode ser de 0,7 volts quando feito de silício e em torno de 0,3 volts quando é feito com germânio. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 59 M or ch ee ba ([ 20 -- ?] ), El ec tr on ic a e G en er al (2 01 3) , C on ra d ([2 0- -? ]) Figura 34 - Tipos de materiais dos diodos Fonte: Awesome Projects (2011) Como você viu, esses componentes são, na sua grande maioria, aplicados em circuitos eletrônicos com passagem de baixa corrente elétrica, geralmente abaixo de 1A, com numeração 1N4007, e para até 3, com numeração 1N5404. Os chama- dos SKE têm sua identificação de corrente e tensão impressas no próprio diodo, como o SKE1.5/03, que, conforme a numeração contida no próprio nome, utili- zam uma corrente de 1,5A e tensão de até 300V. Esses exemplos são alguns dos diodos mais usados nos sistemas e circuitos elétricos e eletrônicos. A simbologia empregada nos diagrama dos circuitos, na literatura técnica, em geral, aparece da seguinte forma: A K D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 35 - Simbologia do diodo Fonte: do Autor (2014) Você sabe o que significam as duas letras junto ao diodo apresentado na figu- ra anterior? São nomenclaturas dadas para cada extremo do diodo com cristais P e N; para a criação do cristal P é utilizado o material índio, dopando os cristais e neutralizando os átomos desse elemento. Na formação do cristal N é utilizado o elemento Fósforo, e quanto maior for a dopagem dos cristais, proporcionalmente maior será a condutibilidade do material. Outra característica desses semicondu- tores é que quanto maior for a sua temperatura de trabalho, maior será sua con- dução de corrente elétrica. A dopagem dos cristais do diodo é a implementação de outros elementos, como o fósforo e o irídio para a formação controlada do semicondutor. A letra N comentada anteriormente refere-se ao Cristal chamado Cátodo (ou Katod) e a letra P, ao cristal chamado Ânodo (ou Anod). FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS60 Cátodo (-) P N 1N4001 Ánodo (+) D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 36 - Outras formas de simbologia e construção do diodo Fonte: Eletrônica (2014) A principal função do diodo retificador de corrente é permitir a passagem da tensão positiva do ânodo para o cátodo; porém, se houver uma tensão negativa do ânodo para o cátodo, as características do cristal do diodo impedem a pas- sagem da tensão, bloqueando, assim, o circuito, como se fosse um interruptor aberto. Por isso, quando há uma corrente alternada em uma das extremidades do diodo, haverá somente tensão negativa passando do cátodo para o ânodo e somente tensão positiva do ânodo para o cátodo. Circuito equivalenteEstado Condução Bloqueio Polarização + _ +_ D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 37 - Formas de polarização de um diodo Fonte: do Autor (2014) Outro ponto importante deste semicondutor é a tensão de ruptura que é de- terminada como a tensão máxima que um diodo inversamente polarizado deve ter ao iniciar a passagem de corrente elétrica. Isso, porém, não é esperado em de- terminados circuitos, como os retificadores que o usam o diodo Zener, pois esses, ao contrário, em casos específicos precisam dessa tensão de ruptura. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 61 Ruptura Polarização inversa Polarização direta Corrente diretaCorrente de fugaCorrente de avalanche -V V0z Vd Id D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 38 - Ponto de ruptura do diodo Zener Fonte: Eletrônica Didática (2014) Agora preste atenção às características próprias do diodo Zener. Sua aplicação no sistema é um pouco diferente do que a de um semicondutor normal para re- tificação de corrente pois ele é aplicado polarizado inversamente no sistema. Sua função é controlar a tensão do sistema de forma precisa, deixando assim o cir- cuito somente com a tensão de sua aplicação. Ele pode ter tensões calibradas de 3,3 volts até 200 volts, dependendo da sua potência nominal. Sua representação técnica num diagrama pode ser visualizada a seguir, juntamente com um exem- plo de sua aplicação como regulador de tensão, com entrada de tensão variada e saída fixa e inversamente polarizada. + + -- Saída estabilizada a 12v Entrada não estabilizada de 15 a 17v R.limitadora 8Ω Zener 12v RL 40Ω UZ D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 39 - Diagrama elétrico de um diodo Zener inversamente polarizado Fonte: Eletrônica (2014) Esse circuito é bastante usado no sistema eletroeletrônico automotivo para controlar a tensão gerada pelo alternador e para controlar internamente a central de gerenciamento eletrônico do motor, pois limita a tensão de alimentação de 5 volts, alimentando positivamente os sensores do veículo. Um dos diodos mais utilizados é o LED, que você conhecerá a seguir. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS62 3.8.1 DIODO EMISSOR DE LUZ - LED O diodo emissor de luz ou LED (Light Emitter Diode) pode ser encontrado nos mais diversos componentes e circuitos eletrônicos, e é utilizado por ser de baixa potência, por consumir baixa tensão e emitir luz sem gerar calor. É conhecido também como gerador de luz fria, diferentemente de lâmpadas que atuam por calor e precisam de uma certa corrente para funcionar. Os LEDs são usados nas portas dos veículos para iluminar os botões relacionados ao vidro elétrico, às lan- ternas traseiras e até as luzes de posição. Sua composição é a junção P e N, que você viu anteriormente, pois o LED assim como o diodo, possui dois terminais cujo nome são Ânodo e Cátodo, a diferença do diodo convencional é que sua junção tem um micro chip responsável pela emissão de luz. Copo re�etor Chip led Fio condutor Capa plástica Cátodo Ánodo D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 40 - Construção do diodo emissor de luz Fonte: do Autor (2014) Outro fator importante é que, dependendo da dopagem do cristal em relação ao material somado, há ainda a aplicação de tensão diferenciada. Dessa forma que a coloração do LED é gerada: amarelo e laranja, 2.2 volts; verde, 3.4, e assim por diante. A frequência de onda é extremamente definida e o comprimento da mesma é igualmente proporcional ao material usado na dopagem do compo- nente. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 63 Tabela 1 - Construção do LED em relação à cor SEMICONDUTOR COR DA LUZ COMPRIMENTO DE ONDA Arsenieto de gálio e alumínio Infravermelha 880 nm Arsenieto de gálio e alumínio Vermelha 645 nm Fosfato de alumínio, irídio e gálio Amarela 595 nm Fosfato de gálio Verde 565 nm Nitreto de gálio Azul 430 nm Fonte: Diodo... (2014) Sempre que o LED for interligado a algum circuito, há a necessidade de se pôr um resistor limitador no circuito para que o elemento interno do LED não seja danificado. Os LEDs de cinco milímetros consomem em torno de 12 à 30 miliam- peres e os de três milímetros consomem em torno da metade da corrente do de cinco milímetros. 3.9 TRANSISTORES Os transistores são a grande invenção da eletrônica e o que revolucionou os sistemas na década de 60. Com base na criação de diodos, estes semicondutores chamados Transistor ou Transístor têm a particularidade de serem usados em cir- cuitos eletrônicos como um amplificador de sinal e um relé eletrônico de sinal. Esse sinal é produzido por meio de determinado circuito, dependendo da sua aplicação, em geral, em centrais eletrônicas de gerenciamento ou internamente em sensores específicos. Be ne di kt S ei dl (2 01 3) Figura 41 - Tipos de transistores Fonte: Wikipedia (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS64 Uma das principais aplicações do transistor no sistema eletroeletrônico veicular é nos sensores do veículo, que têm por finalidade receber o sinal em um dos seus terminais e amplificá-lo para que chegue até a UCE (Unidade de Coman- do Eletrônico ou Central de Controle Eletrônico) do motor com tensão suficiente para interpretar o sinal, o que é feito pela unidade de gerenciamento eletrônico. Junto desta amplificação de sinal, o transistor funciona como uma chave eletrôni- ca, indiferente da frequência de sinal que este recebe, podendo assim repassá-lo de forma amplificada e com perfeição. Na figura a seguir, você pode visualizar uma demonstração de amplificação de sinal feita por um transistor identificado pelo seu símbolo como NPN de junção bipolar, com a nomenclatura de BJP (Bipo- lar Junction Transistor). +V D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 42 - Transistor amplificando sinal Fonte: do Autor (2014) Mas o que seria um transistor bipolar de junção NPN ou PNP? Você se lembra da dopagem de cristais? Então, o transistor recebe dopagem parecida em seus cristais P e N, só que em proporções um pouco diferentes. Além disso, o elemento químico mais próprio é o gálio e alguns óxidos, geralmente para sua a maior apli- cação, e o silício, por suportar uma estrutura eletrônica mais estável. Emissor N P N Coletor B C E Símbolo Base D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 43 - Construção e simbologia de um transistor Fonte: do Autor (2014) Pela sua forma de fabricação, o transistor é uma junção de dois diodos, nos três terminais existentes, o da junção central recebe o nome de “base”, onde está a entrada do sinal a ser amplificado ou repassado, com alta velocidade de orga- nização digital. Esse sinal pode ser muito baixo e, dependendo do transistor uti- lizado no circuito, pode amplificar o sinal para uma alta tensão de saída. Os dois 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 65 terminais restantes são denominados “emissor e coletor”, que também podem ser visualizados na figura anterior, que também mostra que a maior parte do cris- tal está localizada no coletor. O emissor recebe aterramento ou sinal de referência positiva. O coletor, por sua vez, tem uma saída de tensão para o processamento de informação pela central ou para o acionamento de alguma lâmpada no painel ou outro componente. No sistema de gerenciamento eletrônico, por exemplo, o transistor é responsável por receber o sinal do driver de comando de uma eletro- válvula injetora de combustível e amplificar a tensão e a corrente para o aciona- mento da eletroválvula. PNP Transistor C E B N N P B C E NPN Transistor C E B P P N B C E D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 44 - Tipos de polarização dos transistores Fonte: do Autor (2014) Na sua simbologia, o transistor bipolar NPN é representado por uma seta sain- do do componente semicondutor indicando a passagem da corrente, já o PNP é conhecido pela seta adentrando o transistor. O valor para amplificação de sinal depende da aplicação do transistor no circuito, cada um tem um ganho específi- co de multiplicação do sinal. A seguir, você tem um exemplo da multiplicação de corrente na aplicação básica de um transistor NPN. Lembre-se que a seta indica a posição de passagem da corrente elétrica. BD135 S1 1K +12V 12V 100mA D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 45 - Circuito básico utilizando um transistor como amplificador Fonte: Pereira (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS66 3.10 SENSORES E ATUADORES Dentro de toda a eletrônica embarcada do veículo, seja ela para o sistema de gerenciamento eletrônico ou para o sistema de segurança suplementar como o airbag, ou ainda para o sistema de antitravamento das rodas ABS, os sistemas de conforto,como o crepuscular para acendimento automático dos faróis ou atua- ção do limpador de para brisas, sempre há a influência direta de sistemas eletro- eletrônicos integrados. No veículo, em geral há dezenas de sensores que captam todo o funcionamen- to do seu motor, e esses sensores indicam à central os parâmetros de temperatu- ra do motor, a posição do ângulo da borboleta de aceleração, a pressão no coletor de admissão, entre outras coisas. E a central, então, tem a função de interpretar esses sinais e processar esses dados para que seja possível fazer o cálculo exato do tempo de injeção de combustível que gerará, como resultado, uma queima homogênea da mistura. Em seguida, conheça os princípios da função e o funcio- namento de alguns dos principais sensores e atuadores encontrados na injeção eletrônica, iniciando pela entrada de ar no sistema de admissão do veículo. 3.10.1 SENSOR DE PRESSÃO ABSOLUTA Comumente chamado de sensor MAP (Manifold Absolute Pressure), este é um componente essencial para o controle de injeção de combustível, pois ele infor- ma a pressão no coletor à central de gerenciamento eletrônico identificando a quantidade de ar admitida, medindo a pressão interna do coletor e a pressão at- mosférica em torno de 760 mmHg, tanto com o veículo parado, quanto com o motor ligado. Nesse caso, com o motor ligado, em que poderá haver depressão no coletor, a leitura pode ficar, por exemplo, em torno de 400 mmHg. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 67 Ba o (2 01 4) Figura 46 - Sensor de pressão do coletor Fonte: Bao (2014) Essa leitura só é possível pelo circuito interno do componente que utiliza um circuito de três condutores, sendo dois de alimentação e um de sinal. Esse sen- sor também utiliza um esquema bastante comum na eletrônica que é a junção estratégica de quatro resistores chamada de “ponte de Wheatstone”. Esses qua- tro resistores são aplicados sobre uma membrana, logo, com a deformação desta membrana, poderá ocorrer uma variação de resistência que alterna a tensão de sinal. Essa tensão é, então, levada até a central de gerenciamento do motor para informar a pressão do coletor e calcular a entrada de ar no sistema. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS68 Conexão do coletor ECM 5V CPU Sinal sensor MAP Aterramento Sensor MAP D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 47 - Circuito elétrico interno ao sensor de pressão do coletor Fonte: Furtado (2014) 3.10.2 SENSOR DE FLUXO DE AR Esse sensor tem a função de informar para a UCE o fluxo e a massa de ar admi- tida pelo motor. Como esse sensor precisa medir o volume de arde ar pelo duto de admissão, ele fica localizado antes da borboleta de aceleração, entre o filtro de ar e o corpo de borboleta, pois ali há apenas a passagem do ar admitido e não há vácuo. Como depois da borboleta de admissão, onde fica o coletor, pode haver vácuo, somente o sensor MAP, que mede a pressão de ar admitida, pode ficar localizado nessa parte posterior à borboleta. Ba o (2 01 4) Figura 48 - Sensor de fluxo de ar Fonte: Ávila (2014) 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 69 O funcionamento desse sensor se dá por um fio de platina aquecido pela cen- tral; esse fio fica em contato com o ar que passa pelo duto e assim, quando o fluxo de ar é baixo, o filamento fica bem aquecido e o sinal de tensão será gerado em função da corrente que passa pelo filamento. Já quando o fluxo de ar for maior, o filamento resfriará e, em consequência dessa alteração de temperatura, mais corrente passará pelo filamento. A diferença da corrente será lida pelo sistema identificando a passagem de ar e a correção da alteração de temperatura do fio será feita pela ponte de Wheatstone. +B A B Transistor de potência Fio de platina aquecido Termístor Tensão de saída/sinal Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 49 - Circuito interno do sensor de fluxo do ar Fonte: Dias ([2012]) 3.10.3 SENSOR DE TEMPERATURA DO AR DE ADMISSÃO Este sensor está localizado no coletor de admissão e é responsável por infor- mar à unidade de gerenciamento eletrônico a temperatura do ar admitido. Uma leitura precisa do ar admitido somente pode ser realizada com este sensor que também é conhecido como ACT (Air Charge Temperature). A central somente con- segue calcular a massa exata de ar admitida, para a correta injeção de combustí- vel quando obtiver dados sobre a pressão gerada no coletor e sobre a tempera- tura do ar. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS70 Ba o (2 01 4) Figura 50 - Sensores de temperatura do ar Fonte: Schervenski Filho (2014) Este sensor é denominado também de semicondutor termistor, uma vez que o fator da temperatura influencia diretamente na sua resistência. Te m pe ra tu ra (º C) Resistência (Ω) temp (ºC) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 00 30 00 50 00 70 00 90 00 11 00 0 13 00 0 15 00 0 17 00 0 19 00 0 21 00 0 23 00 0 25 00 0 27 00 0 29 00 0 Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 51 - Gráfico de relação entre resistência e temperatura Fonte: Maciel (2012) 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 71 Esse sensor conhecido também como sensor NTC e possui a característica de coeficiente de temperatura negativo, pois sua resistência aumenta com a queda da temperatura e, igualmente, diminui com o aumento da temperatura. Desta forma, quanto maior for a sua resistência, maior será o sinal de tensão que irá para a unidade de comando do motor. O circuito é um divisor de tensão, onde a tensão é proporcionalmente dividida entre o resistor fixo interno da unidade de gerenciamento do motor e o termistor, que varia sua resistência conforme a temperatura do ar. Entre esses dois semicondutores há a saída do sinal para a unidade do motor. Sensor ECT - Circuito THW E2 E1E2 ECM 5V Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 52 - Circuito do sensor de temperatura Fonte: Sensor ECT – Circuito (2014) Veja que na figura anterior podem ser visualizados os terminais E2 e E1, que são os aterramentos da unidade de gerenciamento eletrônico e do sensor de temperatura. No terminal THW, o sensor recebe seu sinal de referência de cinco volts. O circuito interno da central de injeção mostra a derivação do sinal indicado pelo fio com a seta que vai até o processador do sistema. O sensor de tempera- tura do motor tem a mesma característica de funcionamento, o que difere é a posição dele no veículo, pois fica localizado no bloco do motor e em contato com o líquido refrigerante, o que explica a origem da sua nomenclatura CTS (Coolant Temperature Sensor). FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS72 3.10.4 SENSOR DE POSIÇÃO DA BORBOLETA DE ACELERAÇÃO So In je çã o El et rô ni ca ([ 20 -- ?] ) Figura 53 - Sensor de posição da borboleta de aceleração Fonte: Sensor Borboleta TPS (2014) O senso de posição borboleta de aceleração, também conhecido como TPS (Throttle Position Sensor) é responsável por informar para a unidade de gerencia- mento eletrônico do motor a posição da borboleta de aceleração do veículo. Com esta informação a central sabe o momento em que o condutor quer acelerar ou não o veículo, assim mudando os mapas de injeção para melhor aproveitamento de torque do motor. Cursor Resistência Terminal Cursor Terminal Terminal Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 54 - Circuito de funcionamento de um potenciômetro Fonte: Reis ([2013]) 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 73 Geralmente, o TPS é composto por três condutores e se parece com um resis- tor, pois possui três terminais, sendo que um dos condutores é de sinal variável manipulável, e os outros dois servem para alimentação positiva e negativa vindos diretamente da central. Esta alimentação, comumente, é de 5 volts e o sinal está relacionado com a posição da borboleta. Por dentro, o sensor é construído por dois terminais localizados nas extremidades de uma pista resistiva, composta de carvão condutivo, e sua curva, de resistência variada, é precisa. 1 1 2 2 3 3 Pa ul o Co rd ei ro(2 01 4) Figura 55 - Simbologia de um potenciômetro Fonte: do Autor (2014) O potenciômetro, ou TPS, funciona como um circuito divisor de tensão confor- me você estudou no item Sensor de temperatura, no qual uma tensão é aplicada e dividida entre os dois resistores. 3.10.5 SENSOR DE ROTAÇÃO INDUTIVO Este sensor é responsável por informar ao sistema de gerenciamento eletrô- nico a posição do pistão, seja em ponto morto superior ou inferior. A principal função do sensor é informar a esse gerenciamento o momento da ignição para cada cilindro. Ele é também denominado CKP (Crankshaft Position Sensor). FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS74 Ba o (2 01 4) Figura 56 - Sensor de rotação indutivo Fonte: Bao (2014) Sua construção vem envolto em um bastão de ímã permanente e se caracteri- za pelo enrolamento da bobina com dois ou três terminais extremos que, na sua grande maioria, são aplicados em veículos. Seu funcionamento deve-se a passa- gem de um componente que é chamado de roda fônica. Como é anexado à extremidade do virabrequim, ocorrerá uma excitação do campo magnético, assim o enrolamento absorverá este campo e o transformará em tensão de sinal que é então mandado para a central de injeção. Imã permanente Conector elétrico Núcleo de ferro Bobina Roda fônica Dente Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 57 - Construção interna do sensor de rotação indutivo em relação à roda fônica Fonte: do Autor (2014) 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 75 Pelo fato de ser um sensor indutivo, que gera o seu próprio sinal de corrente alternada, ele não tem a necessidade de ser alimentado para a produção de um sinal. Seu circuito sai do sensor até a central de gerenciamento de injeção e é, normalmente, blindado por uma malha de aço aterrada à massa do veículo com o objetivo de evitar interferências eletromagnéticas por outros sistemas do veículo. No circuito apresentado a seguir, note a linha pontilhada: esta é a simbologia para a malha de blindagem no circuito. ECM E117 4 5 E33 -2 E54-C14 C16. CKP Sensor 0 W 0 W 15 16 14 2 3 1B/B1 Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 58 - Circuito interno de funcionamento de um sensor de rotação indutivo Fonte: do Autor (2014) 3.10.6 SENSOR DE FASE HALL Localizado no extremo do comando de válvulas, este sensor recebe a função de detectar em que posição se encontram as válvulas do motor: se estão na fase de admissão, combustão, compressão ou escape. Para que a central de injeção do motor saiba em qual cilindro deve fazer a injeção de combustível no momento de admissão, se é no cilindro um, dois, três ou quatro, para um veículo de quatro cilindros, por exemplo, é indispensável a utilização deste componente. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS76 H on da ([ 20 -- ?] ) Figura 59 - Sensor de fase Hall Fonte: Sensor de fase Hall (2014) Ao contrário do sensor indutivo, este precisa ser alimentado positiva e negati- vamente, para alimentar seu próprio circuito eletrônico e obter a geração de um sinal. Ele é composto por um elemento sensor constituído de um semicondutor que dispõe de uma trilha de material semicondutor alimentado com tensão de 12 ou 5 volts. Via de regra, com tensão de 5 volts, enviados e aterrados em outro extremo. Campo Portadores de carga desviados Corrente m enor Corrente Semicondutor N V A V ≠ 0 + I Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 60 - Funcionamento do sensor Hall Fonte: Instituto Newton Braga (2014) 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 77 Ao receber um campo magnético, o sensor funciona como um gerador de si- nal binário que é posteriormente amplificado e chaveado digitalmente por um transistor. Quando esse sensor é magnetizado, envia um sinal de 5 volts para a central e quando o campo recebe a interferência estabiliza em zero volt, que, por conseguinte, gerará um sinal de onda quadrada entre cinco e zero volts. Elemento sensor Hall Am�li��ador Sinal de saída Aterramento VS + 0 - Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 61 - Circuito interno de um sensor de fase Fonte: do Autor (2014) 5.0 2.5 0.0 V in pu t ( v) Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 62 - Sinal de onda quadrada variando entre 0 e 5 V Fonte: Magno (2004) FIQUE ALERTA Para os veículos que possuem sensor de fase e de rotação, o sincronismo incorreto entre o virabrequim e o comando de válvulas, por mínimo que seja, pode fazer com que al- guns veículos não entrem em funcionamento; em outros, não ocorre problema algum: ligam e funcionam normal- mente, exceto que a lâmpada de injeção fica ligada e com código de avaria referente à incoerência de sinal entre sensor de fase e rotação, indicando que o veículo está fora do ponto. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS78 3.10.7 SENSOR DE DETONAÇÃO Nos veículos mais antigos, sem gerenciamento eletrônico, o avanço de ignição era feito por processo de força centrífuga ou pelo vácuo gerado pelo motor e, além disso, não havia nenhum componente para conferir se este avanço estava no ângulo correto ou se precisava de alguma aferição. Com o passar do tempo, a injeção eletrônica evoluiu para sistemas auto adaptativos, para corrigir os desgas- tes e mudanças de trabalho realizados pelo motor. Ca sa d a In je çã o M og i ( [2 0- -? ]) Figura 63 - Sensor de detonação Fonte: Casa da Injeção de Mogi (2014) O avanço de ignição é o adiantamento da geração da centelha, que permite melhor aproveitamento da queima da mistura estequiométrica dentro do cilin- dro, pois a central possui a memória do sistema com mapas pré-estabelecidos com avanço de ignição já demarcados conforme temperatura do motor, abertura da borboleta, carga do motor, etc. O sensor é composto por um cristal piezoelétrico e sua característica é a gera- ção de sinal de corrente alternada, conforme sua modificação de pressão por im- pacto recebido ou força. Quando há uma combustão dentro do cilindro, o piezo- elétrico recebe deformação por meio de vibrações no bloco do motor e informa a central de gerenciamento eletrônico qual avanço de injeção deve ser corrigido, quando necessário. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 79 + - Eletrodo metálico Cristal piezoelétrico Força Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 64 - Construção de um sensor de detonação Fonte: do Autor (2014) Outra característica deste cristal piezoelétrico é que se receber uma tensão, ele se modifica. Existem veículos, geralmente com motor diesel, em que os piezelé- tricos são aplicados em bicos injetores ao invés de utilizarem eletroímãs, como na maioria dos veículos. Tensão aplicada V D ef or m aç ão D eform ação Tensão de saída + - + - Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 65 - Forma de funcionamento do sensor de detonação Fonte: do Autor (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS80 3.10.8 SENSOR DE OXIGÊNIO Você já deve ter ouvido falar que os veículos trabalham com malha aberta ou malha fechada. Isso significa que todo o sistema de gerenciamento do veículo está fazendo os cálculos para buscar uma melhor injeção de combustível. O com- ponente responsável por conferir todos os cálculos feitos pela central ao final do quarto tempo do motor e verificar se está correto ou não, ou seja, se a mistura antes da queima está com muito ou pouco combustível é a sonda lambda, que atua fazendo a leitura dos gases da queima e está localizada logo após o coletor de escapamento. Quando o veículo possui sonda, diz-se que o sistema de injeção do veículo trabalha em malha fechada, pois possui um componente para checar tudo o que é calculado anteriormente pela central de injeção. Se, por outro lado, não utilizar a sonda, como os veículos mais antigos, fala-se em sistema de injeção eletrônica, que trabalha em malha aberta, sem nenhum dispositivo para fazer a conferência do que foi queimado. O sensor de oxigênio é fabricado com um composto de cerâmica ao centro, protegido por uma camada de platina porosa, que, na passagem dos gases da queima, fazcom que esses poros deem passagem aos gases, permitindo, assim, que o elemento sensor, a cerâmica, possa fazer a leitura do oxigênio ali existente. Terminais Conector do cabo Contato do aquecedor Corpo soldado a laser para vedar a entrada de água e evitar contaminação e corrosão Rosca recoberta com pasta condutora para facilitar a instalação Sensor cerâmico ativo com eletrodos de planilha porosa Tubo de produção com aberturas Lâmina de contato Carcaça robusta Bucha isolante Capa de proteção Aquecedor (somente para sondas aquecidas) Figura 66 - Construção da sonda lambda Fonte: Renault 19 Club ([2012]) Para que se inicie a leitura do oxigênio pelo elemento sensor é necessária uma alta temperatura, pois assim a cerâmica permite a propagação do ar ali existente. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 81 A sonda toma como base para o seu funcionamento o oxigênio externo; dessa forma, a central de injeção gera um sinal de referência para a sonda no elemento cerâmico. Este, por sua vez, altera sua resistência à passagem do oxigênio pelo escapamento, criando uma tensão de sinal a partir do que a central de injeção interpreta, ou seja, se a mistura está rica ou pobre. Sonda lambda-EGO (com um condutor) Condutor preto ou roxo (sinal para a UCE “retorno”) Aterramento na carcaça Sonda lambda – HEGO (com três condutores) Condutor preto (sinal para a UCE “retorno”) Condutores brancos (alimentação da resistência) Aterramento na carcaça Sonda lambda – HEGO (com quatro condutores) Condutor cinza (condutor terra da sonda) Condutor preto (sinal para a UCE “retorno”) Condutores brancos (alimentação da resistência) Aterramento na carcaça Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 67 - Tipos de sondas lambdas Fonte: Kit’s Car (2014) Nas sondas lambdas mais modernas, há, além do elemento sensor, uma resis- tência interna, responsável por aquecer e gerar calor para o melhor e mais rápi- do funcionamento da sonda, a partir do momento em que o veículo é ligado. O aquecedor da sonda leva o nome de HEGO (Heated Exhaust Gas Oxygen Sensor), que significa sensor de oxigênio dos gases de escape aquecidos, ou seja, a resis- tência interna é que faz esses gases de escape aquecerem. O sinal de retorno da sonda para a central é em torno de 0,950 volts para uma mistura rica e 0,050 volts para uma mistura pobre. Este sinal varia dentro desses valores, indicando mistura rica e pobre, com o motor em marcha lenta, já se tiver carga no motor, a sonda não é capaz de fazer a leitura. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS82 Sinal de osciloscópio com motor aquecido 800 0 700 600 500 400 300 200 100 -100 Mistura rica Mistura ideal Mistura pobre Máximo Médio Mínimo 940mv 566mv 028mv Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 68 - Tipo de sinal de sonda lambda Fonte: Sonda Lambda (2014) SAIBA MAIS Veículos esportivos e outros de maior performance utilizam uma sonda lambda que possui maior faixa de leitura do oxi- gênio em vários regimes do veículo na queima. Faça uma busca na internet com a palavra-chave sonda de banda larga ou Sonda Wideband e conheça um pouco mais sobre este importante componente. 3.10.9 ELETROVÁLVULAS EM GERAL Na linha automotiva, os atuadores são empregados nos mais variados circui- tos, em especial nas eletroválvulas. Eles servem para acionar os bicos injetores de combustível, e para liberar o combustível, por exemplo. A eletroválvula do Cânis- ter, como se sabe, libera os gases do combustível vindo do tanque. Na linha diesel ela tem várias outras aplicações, como freio motor para liberar o ar comprimido. A construção de uma eletroválvula é muito simples, ela nada mais é do que um indutor, que ao receber uma diferença de potencial, gera um campo magné- 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 83 tico, que por sua vez aciona alguma esfera ou haste interna, dependendo da sua fabricação, e conforme a necessidade de utilização no veículo. Por exemplo, no bico injetor de combustível, o acionamento do eletroinjetor libera a passagem de combustível, mas que ao ser desenergizado, volta a se fechar. Esse fechamento se dá por pressão de mola de retorno, placa tencionada ou por pressão do combus- tível ou ar, dependendo de sua aplicação. Geralmente as eletroválvulas são alimentadas positivamente por uma tensão de bateria em um de seus terminais, em torno de 12,6 volts. O acionamento é fei- to negativamente pela central de gerenciamento do sistema utilizado. Eletrovál- vulas em geral, na sua maioria, como as dos bicos injetores, de partida a frio e do cânister, são acionadas diretamente pela central de injeção eletrônica por meio da amplificação de corrente por transistor. Válvula de Canister Pino 87 do relé de potência U.C 22 Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 69 - Circuito elétrico de funcionamento de uma válvula injetora de combustível Fonte: do Autor (2014) 3.10.10 ELETROBOMBA As eletrobombas podem ser utilizadas, entre outras coisas, para sugar a água do reservatório de água do esguicho do limpador de parabrisa e para pressurizar o combustível do reservatório de partida a frio. Além disso, servem para puxar o combustível do tanque e pressurizar os bicos injetores de combustível. Seu funcionamento, assim como o das eletroválvulas, é simples. Há um indu- zido ao centro da bomba que é energizado, gerando um campo magnético. En- voltos deste induzido na carcaça da bomba estão os ímãs permanentes, assim, ao gerar um campo eletromagnético no induzido, as polaridades (N) e (S) fazem o induzido girar e, em consequência, fazem movimentar as palhetas, dependendo se foi construída para sucção e pressurização do combustível. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS84 Tampa de saída Terminais Supressor Escova de gra�te Tampa porta escovas Corpo Base compressor Turbina Tampa de entrada Mançal Imã Induzido Coletor Válvula reguladora de pressão Válvula de retenção Figura 70 - Construção de uma bomba de combustível Fonte: Unicar (2014) 3.10.11 BOBINA DE IGNIÇÃO Para que se tenha uma centelha na câmara de combustão foi criado um am- plificador de tensão suficiente para vencer o isolamento do ar entre o eletrodo central e lateral de uma vela de ignição, gerando uma centelha entre estes dois pontos para iniciar a queima da mistura ar/combustível na câmara de combustão. Na parte interna do componente há duas bobinas, uma próxima da outra, en- voltas em um condutor geralmente de cobre. Esses enrolamentos são chamados de bobina primária, com algumas centenas de voltas em sua espira, e secundária, com milhares de voltas em sua espira. A bobina primária recebe uma diferença de potencial gerando um campo eletromagnético que é captado pela bobina se- cundária, amplificando assim a tensão da primeira bobina em milhares de vezes e transferindo para um núcleo condutor até que chegue a sua tensão de aplicação conforme sua fabricação. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 85 CASOS E RELATOS Diagnóstico correto Jorge é eletricista e mecânico chefe na parte de diagnóstico em injeção em uma oficina mecânica perto de sua casa. Certo dia, chegou à oficina um veículo com cortes na aceleração, como se estivesse com falta de combustível, o carro perdia força. Mas era dife- rente daqueles cortes de ignição, quando o veículo tem cortes secos e dá aqueles trancos. A primeira coisa da qual Jorge desconfiou foi da linha de combustível: algum problema com filtro, bomba ou bicos injetores. Fez vários testes e estava tudo funcionando, sem nenhuma falha. Passou ao aparelho de diagnóstico e então constatou uma falha no sensor TPS (Throttle Position Sensor), que é conhecido como o sensor de posição da borboleta de aceleração. Jorge, então, trocou o sensor do veículo por um novo e original, saiu para testá-lo e novamente ocorreram os cortes. Voltou para a oficina e passou novamente o aparelho, que acusou ainda a falha no TPS. Jorge verificou, então, o sinal do sensor, pediu para seu ajudante acelerar o carro. Enquanto eletestava a tensão de sinal enviada pelo sensor com um multímetro, em momentos da aceleração o valor caía a zero. O defeito foi encontrado, mas ele ainda não havia descoberto onde estava a falha. Analisando mais atentamente o circuito, viu que o condutor, que fazia a alimentação de cinco volts do sensor com a central estava quebrado. Jorge, então, refez o circuito trocando o condutor quebrado e o veículo voltou a funcionar normalmente. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS86 RECAPITULANDO Durante os estudos desse capítulo, você viu o quanto a eletrônica foi evo- luindo ao longo dos anos. Estudou como estes componentes atuam nos mais diversos sistemas eletroeletrônicos e como são construídos. Você viu, também, alguns circuitos pré-estabelecidos que utilizam com- ponentes semicondutores em sensores e atuadores dos veículos e enten- deu a importância da descoberta de alguns componentes para a eletrô- nica embarcada, e como alguns elementos, quando mesclados, geram outros componentes que recebem polaridade negativa ou positiva. Você aprendeu, também, sobre o funcionamento interno de determina- dos circuitos e suas características específicas, como os reguladores de tensão, no caso do diodo Zener, e como a ponte retificadora de diodos convencionais. Todos aspectos abordados aqui fortalecem a ideia de que cada vez mais a eletrônica faz parte do cotidiano das pessoas, e que ela evoluiu significa- tivamente na indústria automobilística, não só em questão de conforto, segurança, mas também na redução de emissões de gases quando se tra- ta de veículos automotores de ciclo Diesel e Otto. Não só os condutores, mas também o meio-ambiente, agradecem! 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 87 Anotações: 4 Circuitos Eletroeletrônicos Muitas pessoas pensam que os circuitos eletroeletrônicos estão voltados somente para a parte de gerenciamento de injeção eletrônica, será que isso pode ser tomado como verdade? Neste capítulo você irá aprimorar seus conhecimentos sobre os sistemas eletroeletrônicos veiculares e ver o quão presentes quão úteis eles são no dia a dia das oficinas. Ao finalizar seus estudos neste capítulo, você estará apto a: a) interpretar gráficos e tabelas; b) identificar os tipos de circuitos elétricos empregados no segmento automotivo; c) reconhecer a simbologia empregada nos sistemas eletroeletrônicos automotivos; d) compreender a aplicação dos diagramas em um sistema eletroeletrônico automotivo. Bons estudos! FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS90 4.1 CIRCUITO EM SÉRIE De todos os circuitos elétricos aplicados em um veículo, o menos difundido é o aplicado em série. Em geral, desde a aplicação em equipamentos ou em qualquer componente que o utiliza, o circuito ocorre saindo do positivo, percorrendo um caminho que passa pelos consumidores até chegar ao ponto final, que é o nega- tivo, conforme ilustrado a seguir. + - Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 71 - Circuito elétrico em série Fonte: adaptado de Cientificamente Falando... (2011) Nesse tipo de circuito, um condutor sai do terminal positivo de uma fonte de energia e entra em contato com um dos terminais de um dos consumidores; o outro terminal desse mesmo consumidor entra em contato com outro consumi- dor. Por fim, o terminal restante do segundo consumidor retorna ao negativo da fonte formando, assim, um circuito em série, com dois consumidores podendo ter diversos componentes em série no mesmo circuito, como diodos, resistores, capacitores, entre outros. Outro detalhe importante que se pode ver no circuito em série é que se uma das lâmpadas queimar ou se for retirada do circuito, tem-se um circuito aberto, não permitindo mais a passagem de energia elétrica no circuito. Neste tipo de aplicação, em série, as lâmpadas não geram a sua potência no- minal correta, pois a corrente necessária para gerar luz por uma lâmpada está sendo dividida entre as duas, gerando apenas parte da potência prevista para aquela lâmpada. Continuando com o circuito em série, observe a figura a seguir, que utiliza re- sistores como base nos circuitos. 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 91 Ʊ 1.5 12 V Ʊ 1.5 Ʊ 1.5 Ʊ 1.5 G eo ci tie s ([2 0- -? ]) Figura 72 - Circuito elétrico em série e verificação de tensão entre resistores Fonte: do Autor (2014) Nessa figura há uma fonte de alimentação de 12 volts alimentando 4 resistores de 1,5 Ohms cada. Veja que com o multímetro é possível ver a diferença de poten- cial (tensão) entre os dois terminais extremos de cada resistor e que, ao verificar a queda de tensão de cada resistor, cada um deles - por serem todos iguais - possui uma queda de tensão igual a 3 volts cada. No circuito em série esses resistores são somados, restando assim uma resistência equivalente de 6 Ohms no circuito, como se fosse substituir os quatro resistores de 1,5 Ohms cada, por um único resistor de 6 Ohms. Pela Lei de Ohm (que você estudou no capítulo anterior), a corrente elétrica que circula pelo circuito é igual a: i=V/R, sendo assim, 12/6 = 2i. A corrente que transita pelo circuito é igual em todos os resistores, tanto que, se medirmos com o multímetro a corrente no resistor um, dois, três ou quatro, a corrente será a mesma passando em todos eles. Confira, na figura a seguir, um exemplo da associação de dois resistores em série de resistências diferentes: Ʊ 4 Ʊ 6 Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 73 - Circuito em série Fonte: do Autor (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS92 Observe que na figura há dois resistores diferentes, um com 4 Ohms e outro com 6 Ohms ligados em série a uma fonte de alimentação, considerando que seja um bateria de 12 volts. Para se ter uma resistência equivalente a esse circuito, basta somarmos suas resistências, ficando, assim, um resistor equivalente de 10 Ohms. Logo, para calcular a corrente que passa pelo circuito, é preciso fazer o seguinte cálculo: i = V R No entanto 12/10 = 1,2i. Sabendo que a corrente que passa pelo sistema é a mesma desde a saída do polo da bateria, entre os resistores e até ao final do circuito no outro polo da bateria, você vai comprovar a passagem por igual desta corrente. No caso da tensão observada na figura anterior, comumente vista em circuitos eletrônicos, denominados de “circuitos divisores de tensão”, em que se tem dois resistores em um circuito em série, o circuito vai dividir proporcional- mente a tensão entre os dois semicondutores. Por exemplo: com uma alimen- tação de 12volts, a diferença de potencial é dividida, restando uma tensão de aproximadamente 7 volts para o resistor de 6 Ohms e os restantes 5 volts ficam para o resistor de 4 Ohms. CURIOSIDADE Alguns cálculos da Lei de Ohm podem não fun- cionar direito em campo como no sistema de iluminação, que ao ser testado, demonstra que os valores apresentados são diferentes dos calculados (seguindo a Lei de Ohm) simplesmente porque a resistência do componente pode alterar considera- velmente devido a diferença de temperatura na sua resistência elétrica, como uma luz. Para se testar a corrente que passa pelo circuito com o multímetro automoti- vo, deve-se colocá-lo em qualquer ponto do circuito, desde que esteja com sua li- gação em série com a do circuito, conforme mostrado na figura seguinte, sempre com tudo conectado e ligado: 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 93 O multímetro deve fazer parte do circuito do equipamento, e o mesmo tem que estar ligado. Em série + - Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 74 - Forma de checar a corrente elétrica de um circuito Fonte: do Autor (2014) Para facilitar o entendimento, um exemplo aplicado nos veículos em relação ao circuito em série é o de um conjunto de resistores, ligados um após o outro, no sistema de ventilação interna do veículo, onde o seletor de velocidade do ventila- dor desliza entre a junção dos resistores deixando passar mais ou menos tensão. Veja, na figura a seguir, um conjunto de resistores do ventilador interno de um veículo,que fica localizada atrás do painel, junto à caixa de ar. Figura 75 - Conjunto de resistores do ventilador interno do veículo Fonte: do Autor (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS94 4.2 CIRCUITO EM PARALELO E MISTO O circuito paralelo é o tipo de circuito mais utilizado nos veículos pelo fato de uma lâmpada (consumidor) poder dissipar toda sua potência nominal em relação à corrente que recebe. Isso difere do circuito em série, em que a mesma corrente é distribuída por igual para todos os consumidores. O circuito paralelo é visto em muitos componentes eletrônicos como sistemas de iluminação, atuadores, entre outros. Esses sistemas empregam circuitos em paralelo e mistos, em que se tem a presença do circuito em série junto a um para- lelo, bastante comum em associação de resistores (isso você poderá conferir mais adiante nesse material). Confira outro exemplo: neste há dois consumidores dissipando a sua potência nominal, pelo fato de cada um deles receber a corrente ideal para trabalho. + - Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 76 - Circuito elétrico em paralelo Fonte: adaptado de Cientificamente Falando...(2011) Perceba que grande parte dos circuitos que se vê nos veículos segue o modelo da figura apresentada, para que o componente a exercer seu trabalho possa rece- ber a corrente suficiente para gerar sua capacidade total na realização de deter- minado trabalho. Bem diferente do circuito em série, se no circuito paralelo uma dessas lâmpadas queimar ou for retirada, a outra lâmpada vai continuar a exercer o seu trabalho normalmente e com sua potência nominal correta. 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 95 Quer saber o que acontece com a corrente elétrica no circuito em paralelo e misto? Então, prossiga com o estudo! Para lembrar: no circuito em série são somadas todas as resistências do circui- to, gerando-se uma resistência equivalente; já no circuito paralelo, deve-se fazer um pequeno cálculo. Para iniciar, observe a figura a seguir. Veja que há três diferentes resistências ligadas em paralelo junto de uma fonte de energia de 9 volts, uma resistência ao lado da outra, e pôr fim a fonte, na qual todas as resistências estão com suas extremidades ligadas diretamente, uma em contato direto ao negativo da fonte, e a outra extremidade ligada ao positivo, com a mesma tensão (9 volts) sendo aplicada a cada resistência. 1 2 3 4 9V + 8 7 6 5 R1 R2 R3 Ʊ 10k Ʊ 2k Ʊ 1k- Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 77 - Circuito em paralelo com três resistores e uma fonte de energia Fonte: do Autor (2014) Para descobrir a resistência equivalente é preciso realizar dois cálculos: 1. Uma forma de calcular é fazendo a associação dos resistores, de duas em duas resistências, até chegar em um valor único. A fórmula usada é R.R / R+R. Iniciando pela resistência R3 e R2, tem-se: Req4 = R2.R3 = 1000.2000 = 2000000 = 666,66 Ohms R2+R3 1000+2000 3000 Req4 = 666,66 Ohms FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS96 Agora, a resistência equivalente entre R3 e R2 recebe o nome de Req4 signifi- cando “resistência equivalente 4”, e então, calcula-se o resultado desta com R1, conforme exemplificado anteriormente. Req = R1.Req4 = 10000.666,66 = 6666600 = 625 Ohms R1+Req4 10000+666,66 10666,66 Req total do circuito é de 625 Ohms. 2. A outra forma de calcular a associação dos resistores é utilizando os três valores na fórmula: Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3, assim, tem-se: Req = 1 + 1 + 1 = 1 + 1 + 1 = 1 + 5 + 10 = 10000 = 625 Ohms R1 R2 R3 1000 2000 1000 1000 16 Req = 625 Ohms. Agora que você já sabe determinar a resistência equivalente de um circuito em paralelo, você poderá checar a corrente total que passa por este circuito, apli- cando a fórmula da Lei de Ohm, na qual, para saber a corrente do circuito, divide- -se a tensão que por ele passa pela resistência aplicada, ficando: i = V Req Portanto: I = 9 625 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 97 Tem-se, então: i = 0,014 miliampere Veja agora a corrente que passa em cada um dos resistores associados em pa- ralelo. Perceba que na saída da fonte a corrente é a total, e esta vai se dividindo conforme a necessidade de cada resistor. Sendo assim, R1, R2 e R3 irão consumir correntes diferentes um do outro, sendo somadas ao final do circuito. Para calcu- lar a corrente que passa por cada um dos resistores, aplica-se a Lei de Ohm, nova- mente, para cada um dos resistores individualmente, como feito anteriormente, com a Req do circuito. Em R1: i = 9 = i = 0,001 miliampere 10000 Em R2: i = 9 = i = 0,004 miliampere 2000 Em R3: i = 9 = i = 0,009 miliampere 1000 FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS98 O total da corrente somada em cada um dos resistores fica em 0,014 miliampe- re. Isso mostra que indiferente do circuito em paralelo que tiver, cada componen- te no circuito que possuir uma resistência diferente vai consumir uma corrente diferente em cada um, assim, para ter certeza, utiliza-se a Lei de Ohm. Por fim, os circuitos mistos são utilizados em circuitos eletroeletrônicos dos veículos, geralmente para controles de atuadores entre outros. Veja a seguir um exemplo de como um circuito misto pode ser utilizado em associação paralela e em série dos componentes. 30Ω 30Ω 30Ω 10Ω 10Ω 5Ω 30Ω 60Ω 20Ω 2,5Ω 20,5Ω 15Ω 60Ω 40Ω 63Ω A B Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 78 - Circuito misto (circuito em sério e paralelo) Fonte: do Autor (2014) Para relembrar o que já foi visto nos capítulos anteriores, a utilização do mul- tímetro para verificar a tensão nos circuitos deve sempre ser feita em paralelo com o componente; já para medir a corrente elétrica, a aplicação do multímetro deve ser em série no circuito, para que a corrente elétrica passe por dentro do multímetro. FIQUE ALERTA Sempre que for fazer a associação de resistores, lembre- -se de que na associação entre dois resistores ou mais, em paralelo, o valor da resistência equivalente será sempre menor do que o menor resistor utilizado no cálculo. 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 99 4.3 SIMBOLOGIA Você já reparou que os desenhos dos circuitos são cheios de símbolos? Você sabe por que e para que são utilizados? Pela mesma razão que existem símbolos nos diagramas e circuitos elétricos, existem símbolos nos circuitos eletrônicos, só que o aglomerado de componen- tes é muito maior do caso dos sistemas eletrônicos, pois, independentemente do tipo, certamente utiliza muito mais componentes. Por isso, para interpretar adequadamente o circuito, você precisa prestar atenção aos mínimos detalhes da construção da placa do circuito impresso. Conforme você verá no decorrer da análise deste assunto, os diagramas ele- troeletrônicos são utilizados no acionamento de circuitos por centrais eletrônicas de gerenciamento em geral bem como em circuitos dos condutores e compo- nentes no veículo. Os circuitos podem ser tanto elétricos quanto eletrônicos, e para diferenciar um do outro, e poder identificar seus componentes, é primordial que você tenha em mãos os diagramas correspondentes, pois contêm a simbolo- gia que permitirá a interpretação correta de cada dado. Veja no exemplo a seguir, como ficaria complicado identificar os componentes dos circuitos sem saber do que cada um trata, se não tivesse como decodificar cada um dos símbolos do diagrama. Corrente Alternada: Corrente Contínua: Acumulador de Energia, Bateria: + - Negativo, Massa, Terra: Resistor: Indutor: Capacitor: FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS100 Transistor: Diodo: Diodo Zener: Diodo Emissor de Luz (LED): Lâmpada: Relé simples: Interruptor (Normalmente Fechado) Interruptor (Normalmente Aberto): Motor: M Gerador: G Fusível: Quadro 1 - Descrição das simbologias dos componentes Fonte: do Autor (2014) Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 101 Os circuitos mais aplicados, como o da figura a seguir, mostra um esquema elétrico com a identificação dos componentesFigura 39 - Diagrama elétrico de um diodo Zener inversamente polarizado .............................................61 Figura 40 - Construção do diodo emissor de luz ...................................................................................................62 Figura 41 - Tipos de transistores ..................................................................................................................................63 Figura 42 - Transistor amplificando sinal ..................................................................................................................64 Figura 43 - Construção e simbologia de um transistor ........................................................................................64 Figura 44 - Tipos de polarização dos transistores ..................................................................................................65 Figura 45 - Circuito básico utilizando um transistor como amplificador ......................................................65 Figura 46 - Sensor de pressão do coletor .................................................................................................................67 Figura 47 - Circuito elétrico interno ao sensor de pressão do coletor ...........................................................68 Figura 48 - Sensor de fluxo de ar .................................................................................................................................68 Figura 49 - Circuito interno do sensor de fluxo do ar ...........................................................................................69 Figura 50 - Sensores de temperatura do ar ..............................................................................................................70 Figura 51 - Gráfico de relação entre resistência e temperatura ........................................................................70 Figura 52 - Circuito do sensor de temperatura .......................................................................................................71 Figura 53 - Sensor de posição da borboleta de aceleração ...............................................................................72 Figura 54 - Circuito de funcionamento de um potenciômetro .......................................................................72 Figura 55 - Simbologia de um potenciômetro .......................................................................................................73 Figura 56 - Sensor de rotação indutivo .....................................................................................................................74 Figura 57 - Construção interna do sensor de rotação indutivo em relação à roda fônica ......................74 Figura 58 - Circuito interno de funcionamento de um sensor de rotação indutivo .................................75 Figura 59 - Sensor de fase Hall ......................................................................................................................................76 Figura 60 - Funcionamento do sensor Hall ..............................................................................................................76 Figura 61 - Circuito interno de um sensor de fase .................................................................................................77 Figura 62 - Sinal de onda quadrada variando entre 0 e 5 V ...............................................................................77 Figura 63 - Sensor de detonação .................................................................................................................................78 Figura 64 - Construção de um sensor de detonação ............................................................................................79 Figura 65 - Forma de funcionamento do sensor de detonação .......................................................................79 Figura 66 - Construção da sonda lambda .................................................................................................................80 Figura 67 - Tipos de sondas lambdas .........................................................................................................................81 Figura 68 - Tipo de sinal de sonda lambda ...............................................................................................................82 Figura 69 - Circuito elétrico de funcionamento de uma válvula injetora de combustível......................83 Figura 70 - Construção de uma bomba de combustível .....................................................................................84 Figura 71 - Circuito elétrico em série ..........................................................................................................................90 Figura 72 - Circuito elétrico em série e verificação de tensão entre resistores ...........................................91 Figura 73 - Circuito em série ..........................................................................................................................................91 Figura 74 - Forma de checar a corrente elétrica de um circuito .......................................................................93 Figura 75 - Conjunto de resistores do ventilador interno do veículo .............................................................93 Figura 76 - Circuito elétrico em paralelo ...................................................................................................................94 Figura 77 - Circuito em paralelo com três resistores e uma fonte de energia .............................................95 Figura 78 - Circuito misto (circuito em sério e paralelo) ......................................................................................98 Figura 79 - Circuito elétrico codificado com simbologias ............................................................................... 101 Figura 80 - Circuito da junção dos condutores .................................................................................................... 102 Figura 81 - Desenho elétrico do sistema de ignição .......................................................................................... 105 Figura 82 - Desenho eletrônico de acionamento de um mini motor elétrico .......................................... 106 Figura 83 - Diagrama elétrico de Iluminação externa ....................................................................................... 107 Figura 84 - Esquema base de um circuito de retificação de corrente alternada ..................................... 109 Figura 85 - Esquema base do circuito de retificação de corrente alternada trifásica ............................ 110 Figura 86 - Placas retificadoras positivas e negativas de um alternador .................................................... 111 Figura 87 - Diagrama básico do circuito das luzes de posição....................................................................... 117 Figura 88 - Diagrama básico dos faróis baixo e alto .......................................................................................... 118 Figura 89 - Diagrama básico do circuito das luzes de direção e emergência ........................................... 119 Figura 90 - Diagrama básico do circuito da luz de marcha a ré ..................................................................... 120 Figura 91 - Demonstração de uma luz de freio do tipo brake light ..............................................................120 Figura 92 - Diagrama básico do circuito da luz de freio ................................................................................... 121 Figura 93 - Diagrama de acionamento dos faróis por meio de um relé comum..................................... 122 Figura 94 - Identificação dos faróis de neblina e dos faróis de milha .......................................................... 122 Figura 95 - Lanterna de neblina traseira ................................................................................................................por símbolos padronizados, que, claro, podem variar um pouco entre as montadoras em função da aplicação. Mas independente das variações, o importante é examinar todos os símbolos, códigos e nomenclaturas, que sempre vêm devidamente explicitados, para que qualquer reparador consiga fazer a leitura precisa dos diagramas utilizados no diagnóstico. Depois que o reparador examinar um diagrama, ele sempre terá como checar mais minuciosamente cada detalhe, cada símbolo, cada informação que lhe trou- xer dúvida. Veja o exemplo a seguir: B I2 31 50 15 30 1 2 L1 l1 0,75 BK/WH Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 79 - Circuito elétrico codificado com simbologias Fonte: do Autor (2014) A decodificação de cada símbolo ou termo elimina as dúvidas. Veja: • B = bateria 12 Volts. • L1 = iluminação interna (Lâmpada 12 Watts). • I1 = interruptor da iluminação interna. • I2 = comutador de ignição. • 0,75 = espessura do condutor. • BK/WH = cor do condutor (Preto com branco). • 1 e 2 = terminais de ligação da lâmpada. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS102 • 50 = positivo durante a partida. • 31 = aterramento. • 15 = positivo pós-chave. • 30 = positivo direto da bateria. A leitura devida dos esquemas elétricos é essencial para identificar e conhe- cer aqueles emaranhados de condutores elétricos de determinados circuitos do veículo. Se o diagrama não for conferido atenciosamente, o reparador poderá se perder na interpretação e, em consequência, errar ou agravar um diagnóstico. Para evitar que isso aconteça, lembre-se de sempre começar a ler um esquema elétrico pela sua alimentação positiva, pois ficará bem mais fácil a sua interpreta- ção no circuito. No diagrama a seguir você pode visualizar um circuito em série de dois resis- tores e um condutor com um resistor em paralelo. Veja que o condutor de um resistor passa acima do circuito dos resistores em série sem interligar o circuito, fazendo sua conexão somente após os outros dois resistores. Observe, também, que sempre que houver uma junção de condutores, como está ilustrado nessa figura, o condutor elétrico do circuito terá um ponto de conexão entre os condu- tores, representado por uma bolinha. Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 80 - Circuito da junção dos condutores Fonte: do Autor (2014) Existem vários outros códigos aplicados aos circuitos elétricos. Veja a seguir, a relação do que é utilizado nos veículos atualmente quanto à padronização, aos relés e às chaves de seta em geral: 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 103 87 87a 8586 30 Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) 53e Esguicho 53m Saída para o motor limpador 53s Retorno do motor do limpador 54 Luz de freio S (Para temporizadores) Saída para o interruptor 54L Saída para Lâmpada da carreta esquerda 54R Saída para Lâmpada da carreta direita 54g Válvula de retardo do freio 55 Lâmpada de neblina C Saída para lâmpada piloto 56 Positivo para faróis alto e baixo K1 Saída para lâmpada piloto 1 56a Farol alto K2 Saída para lâmpada piloto 2 56b Farol baixo T Entrada positiva do esguicho do limpador 57 Lâmpada de posição lateral I Entrada da chave tempo- rizada do limpador 57a Lâmpada de estacionamento L Entrada da chave de seta esquerda 57L Lâmpada de estacionamento esquerda R Entrada da chave de seta direita 57R Lâmpada de estacionamento direita LL Saída para lâmpada esquerda 58 Lâmpada de posição traseira/ licença RR Saída para lâmpada direita 58d Lâmpada de iluminação do painel (dimmer) 1 Bobina de ignição 58L Lâmpada de posição esquerda 1a Platinado 58R Lâmpada de posição direita 4 Bobina de ignição alta tensão 71a Buzina 15 +12V (+24V) após chave de ignição 72 Chave do alarme FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS104 30 +12V (+24V) direto da bateria 75 Acendedor de cigarros/ rádio 30a Chave seletora série/ paralelo (12v/24V) 81 Chave seletora NF entrada (normal fechada) 31 Terminal negativo da bateria 81a Chave seletora contato NF (normal fechada) 31b Negativo via chave ou relé 85 Lado negativo da bobina do relé 31c Entrada negativa do esguicho 86 Lado positivo da bobina do relé 49 Entrada +12V (+24V) do relé de pisca 87 Terminal NA (normalmente aberto) do relé 50 Motor de arranque 87a Terminal NF (normalmente fecha- do) do relé 51 Alternador 87b 2º Terminal NA (normalmente aberto) do relé 53 + Motor do limpador de para-brisa 49a Saída para lâmpada do relé do pisca 53a Automático de parada do limpador S Ligar na saída W do interruptor 53c Entrada positiva do esguicho W Entrada negativa do sensor de nível d’água Quadro 2 - Terminais das principais linhas elétricas do veículo Fonte: Maurício Centro Automotivo (2014) 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 105 4.4 DIAGRAMAS Geralmente estes tipos de circuitos desenhados ou em forma de simbologia de sistemas eletroeletrônicos ou elétricos eram vistos em esquemas ou diagra- mas mais antigos. Como não havia um padrão correto para cada tipo de com- ponente identificando-o por um código ou uma simbologia, muitos diagramas tinham de ser desenhados para identificar e explicar a que componente cada símbolo se referia. Veja, a seguir, dois exemplos de desenhos de circuitos: o pri- meiro é de um esquema elétrico geral, de um sistema de ignição de veículos mais antigos, com carburador, que utilizavam o distribuidor; e o segundo é de um circuito eletrônico. Bateria Bobina de ignição Distribuidor de ignição Cabos de ignição Velas Chave de ignição Po rt al S ão F ra nc is co ([ 20 -- ?] ) Figura 81 - Desenho elétrico do sistema de ignição Fonte: Delara Representações Ltda (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS106 Tubinho opaco LDR Q1 Preto B1 R Vermelho Motor (M) Figura 82 - Desenho eletrônico de acionamento de um mini motor elétrico Fonte: do Autor (2014) Observe a forma como eles são representados, muitos ainda com as descri- ções referentes a cada componente feitas no próprio desenho, no circuito, ou com etiquetas no próprio componente. Eram fáceis de interpretar pelo fato de o desenho ser menos complexo e de se entender exatamente quais componentes foram utilizados no esquema. Hoje em dia são usados diagramas elétricos com simbologias e descrições que você teve a oportunidade de ver nessa unidade, e que ainda verá no decorrer do curso. Os desenhos de circuitos não correspondem apenas à elétrica ou eletrônica automotiva, eles também podem referir-se a sistemas hidráulicos e pneumáticos em geral. Os tipos de diagramas são tão diversos por causa da grande quantidade de eletrônica embarcada que há hoje no veículo, mas neste capítulo o foco está voltado especificamente para sistemas eletroeletrônicos. É possível encontrar diagramas elétricos específicos de sistemas tais como o de gerenciamento de combustível, de freios antitravamento ABS, de segurança de colisões airbag, de iluminação, de conforto etc. Esses sistemas foram desen- volvidos separadamente pelo fato de a eletrônica embarcada ter crescido muito, até mesmo nos veículos mais básicos. Quando se tem um falha em um circuito específico, não é necessário pegar todo o diagrama do veículo e sim aquele que corresponde diretamente ao que está sendo reparando. Veja no exemplo a se- guir, um esquema elétrico específico do sistema de iluminação. 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 107 BATERIA G 0 0 2 G 0 1 2 2 1 3 1 2 15/54 30 50 INT-A INT 3 4 A B 3 1 2 2 3 0 1 R02 2 5F -1 5 7 ,5 A F -1 4 7 ,5 A 1 2 F -0 3 2 0 A C V M B A F -7 1 7 0 A D C B A C O M U T. I G N IÇ Ã O A X 1 8 9 1 3 1 9 1 8 9 1 3 A 1 9 1 1 F -5 3 1 0 A 2 8 6 1 8 8 9 5 3 9 5 1 5 2 5 0 3 0 7 5 3 R01 F -1 2 7 ,5 A 8 8 2 1 2 1 21 0 3 3 4 2 1 1 2 3 1 9 3 4 9 2 9 6 1 8 3 1 P Q F -1 3 7 ,5 A 2 8 1 2 F -4 9 5 A 1 4 F -3 7 7 ,5 A 3 6 P M A H A V L N P F 6 9 4 2 1 1 3 M 1 4 F A R O L E S Q U E R D O 6 9 4 2 1 1 3 M 1 4 F A R O L DIR E IT O 3 1 4 S T O P 2 L A N T E R N A E S Q U E R D A L A N T E R N A D IR E IT A 2 4 1 S T O P 3 L U Z D IR E Ç Ã O L A T E R A L E S Q . 1 2 L U Z D IR E Ç Ã O L A T E R A L D IR . 1 2 2 3 4 1 IN T. E M E R G Ê N C IA L U Z D E P L A C A E S Q . 1 2 L U Z D E P L A C A D IR . 1 2 5 6 2 5 3 C 1 6 B 4A A L A V A N C A S D E C O M A N D O G 0 4 1 G 0 0 1 P O S T E R IO R P A R A -C H O Q U E 3 4 3 4 X U 0 6 1 U 0 6 0 X X Y N Q S 5 2 6 3 CAN-A +30 CAN-B INT 8 7 1 6MODE- 1 3 MODE MODE + 1 G 0 3 3 MODE +/MODE 2 4 MODE - 1 1 IN T E R R . D O P A IN E L C E N T R A L A B G 0 0 1 G 0 2 2 B C P L N B C Lu iz M en eg he l ( 20 14 ) Figura 83 - Diagrama elétrico de Iluminação externa Fonte: Fiat (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS108 Perceba que, por um lado, há a numeração dos terminais de cada componente para melhor identificar seu endereço específico, e, por outro, as descrições de cada componente, identificando do que trata cada um. Pontos de encontros de condu- tores elétricos passam diretamente um condutor pelo outro e os condutores que se interligam no meio do circuito elétrico são mostrados por um ponto de junção, o que quer dizer que ali, há uma ligação entre condutores. Com relação ao mesmo esquema, é importante ressaltar que há símbolos rela- cionados à iluminação como os representados por um círculo com um X no meio, como já foi mostrado anteriormente, os quais serão discutidos mais adiante. As centrais eletrônicas de processamento são identificadas nos diagramas elétricos como transistores, entre vários outros símbolos, como os pontos de massa do veí- culo, os fusíveis, bobinas de indução magnética etc. Nos diagramas elétricos geralmente existe a fonte de energia como a bateria, disposta pela sua simbologia. Muitas vezes encontram-se exemplos de diagramas elétricos que contêm números, como linha 30, que quer dizer que uma alimenta- ção positiva vem diretamente da bateria; ou como linha 15, que representa um positivo pós-chave de ignição, ou como a linha 50 um positivo durante a partida do veículo, que para de vir ao motor quando ele entrar em funcionamento, ou ainda, como o linha 31, que indica o ponto de massa do veículo ou o próprio polo negativo do veículo. Os diagramas elétricos foram e continuam sendo desenvolvidos pela parte de engenharia elétrica de cada fabricante e disponibilizados em concessionárias para que os reparos sejam feitos de acordo com as especificações já que era comum que reparadores, no seu dia a dia, trabalhando assoberbados, tivessem muita difi- culdade para encontrar os diagramas elétricos que correspondiam a cada tipo de problema. Não é preciso nem dizer que com os diagramas disponibilizados aos reparadores, eles não precisam mais percorrer os condutores no veículo para sa- ber de onde vinham e para onde iam. Graça aos diagramas, os reparadores conse- guem, hoje, diminuir muito o tempo para diagnosticar determinadas falhas. Imagine o reparador receber o veículo em sua oficina com uma falha de ali- mentação na central eletrônica do motor. Como seria árduo o seu trabalho sem ter um diagrama para lhe ajudar no diagnóstico. Imagine se ele tivesse que checar todos os fusíveis para ver se, ou qual deles, estava queimado. Depois de conse- guir descobrir isso, ainda teria que seguir as alimentações da bateria. Se tivesse em mãos o diagrama elétrico, o fusível poderia ser substituído imediatamente, sem ter que passar por toda essa trabalheira desnecessária. Ele teria diminuído sua mão de obra e o tempo empregado para efetuar o diagnóstico. Mas, é claro, que para ter 100% de certeza do que está fazendo no veículo, o reparador tem que estar bem treinado e ter a habilidade necessária para interpretar corretamente o digrama de um circuito. 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 109 Os diagramas originais são geralmente muito complexos e de difícil interpre- tação, especialmente porque o conteúdo vem exposto em 10 a 15 páginas, di- ficultando sua leitura. Quando estão subdivididos em partes, para cada circuito específico, a execução do trabalho fica bem mais ágil e eficiente. 4.5 PONTE RETIFICADORA Dentre a variedade de diodos, existem os diodos retificadores, que tem por função retificar a onda de uma determinada corrente elétrica, transformando uma corrente alternada em corrente contínua. Em muitos casos, um único diodo não é suficiente para retificar essa corrente elétrica, necessitando então de um conjunto de diodos retificadores. A formação desse conjunto resulta na criação da ponte retificadora, que é um componente capaz de retificar a corrente elétrica de saída de um determinado gerador de energia. A ponte retificadora é composta por dois diodos em um condutor de passagem de corrente alternada. Esses dois diodos são dispostos no circuito de tal maneira que um deles vai permitir somente a passagem da corrente com diferença de po- tencial negativa, enquanto que o outro diodo, permitirá a passagem da corrente com diferença de potencial positiva. A seguir, você pode observar duas pontes retificadoras ligadas entre si. 4 x 1N4007 + = Diodo r��i���dor Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 84 - Esquema base de um circuito de retificação de corrente alternada Fonte: Retificação de Ondas (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS110 SAIBA MAIS Um teste muito importante no dia a dia é o de verificar a in- tegridade do diodo, para analisar se seu funcionamento está correto ou não, se está em curto ou circuito aberto. Para as- sistir diversos vídeos sobre os testes realizados nos sistemas eletroeletrônicos busque no Youtube pelo termo “Testes em componentes eletrônicos”. Indiferente da quantidade de condutores que venham do gerador de energia, sempre haverá dois diodos para cada condutor, logo, no gerador aplicado no ve- ículo, cujo nome é alternador, há três bobinas geradoras de energia elétrica. Ge- ralmente, essas três bobinas terminam em três condutores, que levam dois dio- dos para cada condutor, totalizando, assim, seis diodos, dos quais três vão liberar somente a passagem da tensão positiva e os outros três, somente a passagem da tensão negativa. + - Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 85 - Esquema base do circuito de retificação de corrente alternada trifásica Fonte: do Autor (2014) Nos veículos a ponte retificadora geralmente está presente na parte interna do alternador. Pelo fato de dar passagem a uma alta corrente interna e de também permitir a dissipação de calor, sua estrutura tem de ser bastante robusta. A seguir você verá a imagem de uma ponte retificadora de um alternador comum, com seis círculos iguais, com três deles aplicados na placa negativa e os outros três na placa positiva. 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 111 B- B+ B+ W Pa ul o Co rd ei ro (2 01 4) Figura 86 - Placas retificadoras positivas e negativas de um alternador Fonte: Sulcape (2014) CASOS E RELATOS Bate-papo Outro dia, em conversa com o reparador Douglas, que trabalha em uma auto elétrica, expliquei que na oficina onde eu trabalho tem aparecido vários veículos com problema nos alternadores e que com o superaque- cimento a bobina interna do alternador chega a derreter ou a danificar os diodos retificadores. Douglas me explicou que essa é uma falha bem comum. Os veículos che- gam até a oficina carregando somente 70 a 80% da sua capacidade de carga, então, ele checa a ponte retificadora para verificar se um diodo da placa positiva está em curto, o que impede a passagem da corrente com diferença potencial positiva de uma das três bobinas do alternador. Com um multímetro ele consegue conferir o circuito para análise do diodo e faz o diagnóstico na mesma hora, para saber se precisa trocar o diodo danificado por outro para fazer o sistema voltar a operar normalmente. Com a explicação de Douglas percebi que esse é um problema comum, e que estou fazendoo procedimento correto para detectar o problema e resolvê-lo. É sempre bom trocar ideias e informações com colegas mais experientes, pois sempre se aprende algo novo ou se pode saber se este é o caminho certo. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS112 RECAPITULANDO Nesse capítulo você estudou os tipos de circuitos em série e paralelo apli- cados nos veículos e de que forma a associação dos consumidores é feita no circuito. Você conheceu a associação de resistores e aprendeu que não somente resistores, mas também outros componentes, são associados. Nesse capítulo também foram apresentadas algumas fórmulas para sa- ber como se faz a associação para checar à resistência equivalente de um circuito e o que fazer para calcular a corrente elétrica. Você também teve a oportunidade de entender a importância de um diagrama elétrico no dia a dia de um reparador para poder diagnosticar uma falha e, finalmen- te, aprendeu de que forma um semicondutor diodo atua na retificação da energia elétrica gerada por um alternador. 4 CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS 113 Anotações: 5 Diagramas Elétricos Você já parou para pensar como funcionam os sistemas de iluminação de um veículo? Ou de que forma um pequeno motor pode fazer com que um grande motor entre em funcionamen- to? Neste capítulo você estudará sobre os circuitos de sinalização e iluminação, sobre circuitos de carga e recarga e circuitos de partida. Para alcançar esse objetivo, você terá de estudar e entender quais são os componentes apli- cados ao sistema e vai compreender por que seu funcionamento se dá de forma mais simples do que o de um diagrama de injeção eletrônica de combustível. Na verdade, esses sistemas tendem a ser mais básicos porque utilizam circuitos elétricos mais comuns, que empregam somente chaves de acionamento, condutores e componentes como motores elétricos, alterna- dores e outros consumidores, no caso, as principais luzes de sinalização e iluminação. Com o passar do tempo esses circuitos foram se aprimorando e passaram a ser controlados por centrais eletrônicas nos quais os conhecidos relés de seta e luzes são acopladas na própria placa de circuito impresso. Ao finalizar seus estudos neste capítulo, você estará apto a: a) interpretar gráficos e tabelas; b) compreender a aplicação dos diagramas em um sistema eletroeletrônico automotivo; c) reconhecer a diagramação dos principais sistemas eletroeletrônicos automotivos. Bons estudos! FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS116 5.1 CIRCUITOS DE SINALIZAÇÃO E ILUMINAÇÃO Se você for pensar bem, até mesmo os primeiros veículos produzidos já eram providos de um sistema de iluminação, por meio de um lampião, que permitia ao condutor ver parte da estrada a sua frente. Naquela época, com a pequena quan- tidade de automóveis circulando pelas ruas e estrada, a preocupação era apenas com a iluminação frontal, e ainda não se faziam necessárias lanternas traseiras ou setas laterais. Com o passar do tempo, mais e mais veículos foram sendo fabricados e foi sur- gindo a necessidade de se criar regras e adequar os veículos para que o crescente trânsito nas vias não gerasse uma bagunça generalizada. Imagine o que seria do trânsito hoje em dia se os automóveis não tivessem como sinalizar, com luzes e setas, seu posicionamento na via, sua intenção de virar para a esquerda ou para a direita, ou a intenção de dar uma ré. Pois bem, a criação de determinadas luzes aplicadas nos veículos tinha como objetivo justamente isso: organizar o que pos- sivelmente se tornaria um grande caos. A partir de agora, estude atentamente, a função e a aplicação dos principais sistemas de sinalização veicular. 5.1.1 DIAGRAMA DAS LUZES DE POSIÇÃO O diagrama de luzes de posição tem o objetivo de facilitar e indicar a posição das luzes do veículo. Esse sistema de iluminação é ativado para que os conduto- res possam ver a posição dos demais veículos estacionados ou transitando pelas ruas. Nos dias em que o tempo está fechado, com chuva, neblina ou baixa lumi- nosidade, sem as luzes de posição, sua visibilidade seria quase impossível e mui- tos acidentes não poderiam ser evitados. Mas como funcionam esses sistemas de iluminação? E como evoluíram? Que caminho foi percorrido para se chegar aos sistemas mais sofisticados de iluminação que utilizam centrais de conforto e centrais que comandam as funções do habitáculo por meio de um interruptor de acionamento das luzes de posição? Na sequência você verá o funcionamento de um circuito básico de aciona- mento das luzes de posição, presente na maioria dos veículos. 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 117 Bat Acc Ign + - 31 31 31 31 3131 F R R F 30 58 56 I31 Diagrama elétrico luzes de posição Comutador de ignição Comando de luz de posição de faróis Caixa de fusíveis Bateria Caixa de fusíveis Massa Massa Reostato painel Massa Luz de placa Lanternas traseiras Massa Lanternas dianteiras St oc k (2 01 3) Figura 87 - Diagrama básico do circuito das luzes de posição No circuito anterior você pode observar um circuito completo de acionamen- to das luzes de posição de um veículo por meio de um interruptor. Esse é um modelo de sistema que consome pouca corrente para ser acionado, e, portanto, não requer no circuito um relé de ativação. Note que em toda a ligação do circuito existe um sistema de ligação mista, que utiliza um circuito em série de bateria, fusíveis e chaves, mas que, ao chegar aos componentes, precisa de ramificações nos condutores, os quais passam de circuitos em série para circuitos em paralelo. 5.1.2 DIAGRAMA DOS FARÓIS BAIXO E ALTO Neste item você verá o esquema de ligação do farol baixo e do farol alto. O fa- rol baixo é normalmente utilizado à noite e no encontro entre veículos, para que o cruzamento entre os veículos possa ser feito sem que um atrapalhe a visão do outro em função da direção da luz que tende a se voltar para baixo em uma linha determinada não superior ao capô do veículo, deixando o condutor com uma boa visibilidade da via. Já o farol alto tende a levar o feixe de luz mais à frente, assim o condutor tem uma visibilidade maior da via e a potência da lâmpada é muito maior do que a do farol baixo. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS118 A seguir você verá o circuito de ligação dos faróis básicos de um sistema apli- cado em um automóvel comum: Diagrama elétrico farol baixo e farol alto Bat Acc Ign + - 31 31 31 31 3131 F R R F 85 30 87 86 30 58 56 I31 49a 49aL 49aR P 58L 58R 30 56a 56b 56 Comutação de ignição Relé auxiliar Comando de luz de posição de faróis Alavanca de comando Caixa de fusíveis Bateria Massa Massa Caixa de fusíveis Massa Painel de Instrumentos Massa Massa Luz de placa Lanternas traseiras Lanternas dianteiras St oc k (2 01 3) Figura 88 - Diagrama básico dos faróis baixo e alto 5.1.3 DIAGRAMA DAS LUZES DE DIREÇÃO E EMERGÊNCIA Aplicados em todos os veículos automotores, as luzes de direção e emergên- cia têm a finalidade de indicar a posição em que o veículo se encontra ou a posi- ção que vai tomar, essas luzes estão localizadas na dianteira e na traseira do veí- culo e em alguns modelos, podem estar junto aos para-lamas e aos retrovisores externos. Ao acionar a alavanca próxima ao volante, o circuito inicia seu funcionamen- to com um relé temporizador deixando parte do sistema acionado e outra parte não; assim, um sinal com frequência pré-determinada permite que a luz fique pis- cando para indicar a direção a ser tomada pelo veículo. Essa luz tem geralmente as colorações alaranjadas e amarelas, mas em alguns veículos pode apresentar coloração vermelha, funcionando juntamente com a luz de freio ou presença. 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 119 Outra função dessas mesmas luzes é a de indicar o sinal de emergência ou alerta, em que todas as luzes de direção do veículo são acionadas com intervalos determinados de tempo, acendendo e apagando, em uma frequência fixa e exa- ta. Essa luz é geralmente utilizada quando o trânsito para bruscamenteindicando alerta aos veículos que vem atrás. Ela é também utilizada quando o veículo para em acostamentos junto às vias, ou para indicar emergência em acidentes entre veículos. Este circuito é constituído da seguinte forma: Diagrama elétrico luzes direção e emergência Comutação de ignição Caixa de fusíveis Bateria Massa Bat Acc Ign + - 31 L R 49a58b N\/ 3049 15 49a 49aL 49aR P 58L 58R 30 56a 56b 56 31 31 31 3131 49a 49 31 F R R F Massa Caixa de fusíveis Massa Interruptor de emergência Alavanca de comando Re lé d e di re çã o e em er gê nc ia Massa Massa Luz de placa Lanternas traseiras Lanternas dianteiras St oc k (2 01 3) Figura 89 - Diagrama básico do circuito das luzes de direção e emergência 5.1.4 DIAGRAMA DAS LUZES DE MARCHA A RÉ E FREIO Este é um dos circuitos mais básicos de um veículo. Por ser um circuito elétrico, com a utilização de uma fonte de energia, interruptor e consumidor, essas luzes indicam aos outros condutores quando um veículo engata a marcha à ré e quan- do freia. As luzes da marcha à ré são brancas e estão localizadas uma de cada lado da traseira do veículo, às vezes, junto com o conjunto das outras luzes, às vezes, ou separadas, e há veículos que têm somente uma luz de ré. Como o circuito é simples, um interruptor ligado direto à caixa de transmissão do veículo aciona diretamente a luz de ré quando a marcha é engrenada. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS120 Bat Acc Ign + - 31 31 31 31 3131 F R R F Comutação de ignição Interruptor de ré Caixa de fusíveis Bateria Massa Massa Caixa de fusíveis Massa Painel de Instrumentos Massa Luz de placa Lanternas traseiras Lanternas dianteiras Diagrama elétrico luzes de ré St oc k (2 01 3) Figura 90 - Diagrama básico do circuito da luz de marcha a ré O circuito da luz de freio é similar ao da luz de marcha à ré (ambos são aciona- dos por um interruptor), inclusive a própria luz de posição pode funcionar tam- bém como luz de freio. Essa, então, possui dois filamentos, geralmente de 5 Watts para a luz de posição do veículo, e outro filamento com 21 Watts para o aciona- mento do freio, e sempre na coloração vermelha. Há ainda veículos que possuem uma luz central acoplada no porta malas ou junto ao vidro traseiro, denominada brake light. Veja na imagem a seguir. Fu se ([ 20 -- ?] ) Figura 91 - Demonstração de uma luz de freio do tipo brake light Fonte: Thinkstock (2015) 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 121 Se anteriormente foi apresentado um exemplo de break light, a seguir há um diagrama elétrico que ilustra o acionamento da luz de freio. Essa luz, em geral, é acionada diretamente por um interruptor localizado no próprio pedal do freio, assim, quando o freio é acionado, faz o contato direto para as luzes de freio e para a luz de marcha à ré, quando acionada. Esse sistema simples não necessita de relé para o seu funcionamento. Comutação de ignição Interruptor de freio Caixa de fusíveis Bateria Massa Massa Caixa de fusíveis Massa Painel de Instrumentos Massa Luz de placa Lanternas traseiras Lanternas dianteiras Diagrama elétrico luzes de freio Bat Acc Ign + - 31 31 31 31 3131 F R R F St oc k (2 01 3) Figura 92 - Diagrama básico do circuito da luz de freio CURIOSIDADE Grande parte dos veículos já saem de fábrica com a lanterna traseira e luzes de posição em LED, pois são luzes de baixo consumo de energia e necessita- rem de condutores de pouca espessura, e pelo fato de cada vez mais termos centrais de gerenciamen- to para controlar esses acionamentos. 5.1.5 DIAGRAMA DAS LUZES DE NEBLINA, MILHA E LANTERNA DE NEBLINA O diagrama das luzes de neblina, milha e lanterna de milha é parecido com o das luzes de marcha à ré e freio. Seus circuitos também são simples, e praticamen- te, só diferem do de marcha à ré porque além do consumidor, do interruptor e da fonte de energia, este requer o auxílio de um relé, pois o acionamento da lâm- pada do farol de milha, ou neblina, exige uma corrente mais alta para funcionar. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS122 Farol Fusível Bateria Conector 1 ~ 2 Botão 30 86 8587 Relé Farol Lu iz M en eg he l ( 20 14 ) Figura 93 - Diagrama de acionamento dos faróis por meio de um relé comum Fonte: Como... (2012) O farol de neblina tem como função iluminar a via em um curto trajeto, o mais próximo possível do chão, para aumentar a visibilidade do condutor na ocorrên- cia de muita neblina, fumaça etc. Já o farol de milha, cujas características são pa- recidas às do farol alto, deve iluminar a maior parte da via na frente. Os faróis de milha geralmente estão localizados na mesma elevação do farol alto e do farol baixo do veículo, como você poderá observar na imagem a seguir. Fi at (2 01 3) Figura 94 - Identificação dos faróis de neblina e dos faróis de milha 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 123 Por fim, há os veículos que utilizam lanternas traseiras vermelhas, de 21 Watts, para auxílio na visão do condutor que vem atrás em dias de muita neblina. Na imagem a seguir, essa luz está localizada entre a placa e a lanterna e é acionada pelo condutor em um botão no painel do veículo, o qual sinaliza que a mesma encontra-se ligada: Ca m in ho d ([2 0- -? ]) Figura 95 - Lanterna de neblina traseira Fonte: Thinkstock (2015) 5.1.6 ILUMINAÇÃO DO PAINEL Nos veículos mais antigos, os circuitos de acionamento dos painéis eram mais simples, em que cada acionamento de luz enviava um sinal para cada terminal do painel, acionando uma lâmpada para indicar a temperatura, outra para indicar as luzes do sistema de iluminação do veículo, e assim por diante. A seguir você pode examinar o diagrama de um painel mais antigo, com dois conectores, onde cada terminal de conectores era responsável pelo acionamento de uma lâmpada indicadora no painel, como o velocímetro e o hodômetro: FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS124 R36 OM 5 BT P ! CHECK ENGINE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 67 68 69 70 71 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75 74 73 72 R470 OM 0,25 BT 13 12 11 10 9 8 2 3 4 5 6 7 1 Lu iz M en eg he l ( 20 14 ) Figura 96 - Circuito elétrico básico interno ao painel de instrumentos Fonte: Gonzaga (2014) Hoje os circuitos são totalmente eletrônicos, e esses mesmos sinais que che- gam até o painel são processados por um circuito interno para fazer o devido controle de cada lâmpada; podem também ser processados por dois conduto- res relacionados à linha CAN, que tem diversas informações passando ao mesmo tempo por sua central, como a temperatura do motor, o conta giros, o controle da lâmpada de injeção, entre vários outras. 5.2 CIRCUITOS DE CARGA E RECARGA O circuito de carga e recarga é composto por diversos componentes, que devem ser representados nos circuitos elétricos. Todo e qualquer componente eletroeletrônico possui sua representação em um diagrama elétrico, o que permi- te ao reparador identificar sua localização no circuito, a forma de construção do mesmo e a ligação dos componentes. 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 125 Fusível principal dos acessórios Fusível principal Regulador de voltagemTerminais da bateria Cabos da bateria/ Condutores Bateria Motor de partida Alternador Correia do alternador Sistema principal de recarga Sistema de indicação de carga no painel de instrumentos Lu iz M en eg he l ( 20 14 );b et a. m ot or is t.o rg ([ 20 -- ?] ) Figura 97 - Desenho elétrico do sistema de carga, recarga e partida do veículo Fonte: adaptado de Motorist Assurance Program (2014) O componente principal para gerar a energia que alimenta os mais diversos consumidores é o alternador. Nos veículos mais antigos ainda é o dínamo, que aos poucos foi deixando de ser fabricado pelo fato de iniciar a produção de energia elétrica somente após uma determinada rotação, por exemplo, acima das 2.000 rotações por minuto, diferente do alternador, que dependendo da sua constru- ção, já consegue gerar energia a partir dos 500 girospor minuto. O princípio básico de funcionamento de um alternador é o de receber um tra- balho mecânico do motor do veículo, girando um eixo onde há bobinas que, ao serem energizadas, geram um campo eletromagnético que será captado por ou- tras bobinas envoltas na carcaça do alternador que transmitem essa energia até uma ponte retificadora em que as ondas positivas são separadas das ondas nega- tivas. Depois disso, a energia segue o caminho até um circuito eletrônico que tem por finalidade, limitar a tensão para evitar picos que possam danificar o sistema. 5.2.1 BATERIA A função básica da bateria é armazenar energia para a partida do veículo e disponibilizar energia para componentes – como rádio, luzes etc. – quando o ve- ículo está desligado, uma vez que esses componentes precisam de corrente para alimentação de memórias e processadores. A bateria também é responsável pela regulagem de tensão do sistema e pode suprir necessidades de corrente elétrica quando o sistema de carga não consegue. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS126 Ela é constituída de células metálicas com características de polaridade po- sitiva e negativa, submersas em um composto chamado de eletrólito, que nada mais é do que um composto de água e ácido sulfúrico. Essas células metálicas, também chamadas de placas, são caracterizadas como positivas e negativas, de acordo com os tipos de grades ou peneiras moldadas. As placas negativas pos- suem como agente o chumbo esponjoso e as placas positivas requerem o dióxido de chumbo para baterias que trabalham com manutenção, ou seja, as que podem ser abastecidas com água. Há também as baterias que não necessitam de manutenção e sua vida útil é muito maior, como as que levam na sua composição um material ativo, nas placas positivas, o antimônio, e nas placas negativas, um composto de chumbo e cálcio, consumindo uma porcentagem de consumo de água. Entre as placas da bateria é colocado um isolante para evitar o contato de umas placas com outras, permi- tindo somente o contato do eletrólito de uma placa com a outra. As placas estão dispostas em seis núcleos separados, um com as placas positivas, outro com as negativas, outro núcleo com o isolante, e outro com o eletrólito. Pode-se gerar energia a partir de duas placas imensas em solução química. Ligando várias placas, obtém-se uma maior capacidade. Caixa de bateria Divisor dos elementos Separadores Eletrodo negativo de placas múltiplas Eletrodo positivo Eletrólito Eletrodo negativo Eletrodo positivo de placas múltiplas Os eletrodos negativo e positivo, de elementos vizinhos, estão ligados entre si para aumentar a voltagem Positivo Negativo w eb at iv o. co m ([ 20 -- ?] );L ui z M en eg he l ( 20 14 ) Figura 98 - Construção interna da bateria Fonte: Mecânica Básica (2014) A correta carga da bateria se dá quando ela está com 12,6 volts, sendo assim, cada uma das células disponibiliza uma tensão de 2,1 V, ligadas em série, totali- zando 12,6 volts. A densidade do eletrólito muda conforme a carga da bateria, quando a mesma está com sua capacidade de carga total, o ácido se desprende 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 127 das placas e fica em contato direto com a água. Assim, para uma carga de 12,6 volts, a densidade é de 1,260 g/cm³, a uma temperatura de aproximadamente 26,5º, com a solução em 36% de ácido e 64% de água. Quando a bateria descarrega e não carrega mais, pode ser em função da sulfa- tação do sistema, que é a cristalização do ácido nas placas, fazendo assim a inibi- ção da reação química. Tabela 2 - Relação entre a carga e a densidade da bateria ESTADO DA CARGA TENSÃO DA BATERIA (CIRCUITO ABERTO) VOLT DENSIDADE DO ELETRÓLITO A 27°C A 15°C 100% 12,7 – 12,8 1,265 1,273 75% 12,4 – 12,6 1,225 1,233 50% 12,2 – 12,4 1,190 1,198 25% 12,0 – 12,2 1,155 1,163 0 11,9 – 12,0 1,120 1,128 Fonte: Macamp (2014) A classificação da bateria se dá em algumas aplicações, por exemplo, a capa- cidade de ampere da bateria é dada de acordo com quantos amperes por hora a bateria consegue disponibilizar em um total de 20 horas. Assim, uma bateria que disponibiliza 3 amperes por hora, durante 20 horas, é uma bateria de 60 Ah. Além da capacidade de corrente elétrica, há também indicação na bateria sobre a C.C.A. (Cold Cranking Ampere – Corrente de Arranque a Frio), que se refere à corrente máxima de partida a frio que a bateria consegue disponibilizar durante um período de trinta segundos sem deixar sua tensão cair abaixo dos 7,2 volts. Juntos a esses dois dados principais dispostos na bateria, ainda há a especificação da capacidade de reserva, que revela o tempo em que a bateria consegue dispor de 25 amperes. A recarga de uma bateria pode ser feita de diferentes formas: • Recarga básica geral: sempre que se for recarregar uma bateria, orienta-se a se- guir os passos que o fabricante prescreve, mas quando for o caso de uma carga lenta, em geral, deve-se carregar uma bateria com 10% da corrente total dispo- nibilizada pela bateria, por exemplo, uma bateria de 60 amperes é recarregada com 6 amperes. Abaixo segue uma tabela para recarga lenta. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS128 Tabela 3 - Relação entre carga e tempo para recarga TENSÃO DA BATERIA EM VAZIO(V) TEMPO DE RECARGA (H) 12,0 a 12,2 4,5 11,8 a 11,99 7,0 11,5 a 11,79 9,0 11,0 a 11,49 11,0 Descarregada 15,0 Fonte: SENAI CIMATEC (2014) • Recarga Lenta: pode levar de 12 a 16 horas; dependendo da bateria, pode levar até 24 horas, e geralmente apenas 1% da carga de partida a frio deve ser empre- gado. • Recarga Rápida: é feita somente para auxiliar a bateria nas primeiras partidas do veículo, feito em um tempo muito reduzido e com uma corrente maior de 30 a 50% da capacidade de carga da bateria, pois este processo aumenta muito o risco de danificar a bateria, por isso, essa recarga deve ser feita somente para auxiliar o motor na partida. Além dessas recargas, existem ainda recargas de potência variada, onde a cor- rente inicial é alta e vai reduzindo conforme o tempo e condições da bateria. FIQUE ALERTA Fique sempre atento ao recarregar uma bateria no modo rápido, pelo fato da bateria superaquecer, podendo, assim, danificar as placas internas existentes nas células. Por isso sempre acompanhe esse tipo de recarga, pois além de po- der danificar a bateria, pode também causar acidentes. 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 129 5.2.2 ALTERNADOR Co nt eu di st a Figura 99 - Alternador Fonte: Schervenski Filho (2014) A energia mecânica proveniente do motor que o alternador recebe é primor- dial para a transformação de energia mecânica em energia elétrica, pois vai para a bateria para recarregá-la e para fazer a alimentação de todos os consumidores do sistema elétrico do veículo. A seguir, você poderá observar a construção de um alternador, e entenderá qual é sua função e como é seu funcionamento. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS130 Tampa traseira Placa de díodos Indutor Rolamento Espaçador Espaçador Polia Ventoinha Tampa dianteira Rolamento Rotor Escova Suporte das escovas Pa ul a G oe s (2 01 2) Figura 100 - Componentes do alternador Fonte: adaptado de SENAI/DN (2012) pe ca sr im a. co m .b r ( 20 14 ), re m ap gl g. co m .b r ( 20 14 ) Figura 101 - Polias do alternador e ventilador do alternador Fonte: Eletro Car Shop (2014) e Remap (2014) A polia do alternador é responsável por receber a força de giro do motor por meio de uma correia ligada ao virabrequim1 do motor, e transmiti-la para o eixo principal do alternador, por meio da rotação do eixo o rotor do alternador gera um campo eletromagnético indutor que movimentará os elétrons através dos en- rolamentos (bobinas) do estator, com isso, gerando corrente elétrica. O ventilador é constituído de um círculo parecido com uma chapa metálica com aletas e está acoplado à polia do alternador ou eixo do alternador. As aletas estão direcionadas de tal forma que quando o veículo entra em funcionamento, a altatemperatura 1 VIRABREQUIM Peça do motor de explosão que permite o movimento alternado dos êmbolos. 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 131 de trabalho do alternador é parcialmente dissipada pelo fluxo de ar produzido pelo ventilador no alternador. Bo sc h ([2 0- -? ]) Figura 102 - Capa frontal do alternador Fonte: Eletro Car Shop (2014) A capa frontal do alternador é responsável por assegurar o eixo na parte fron- tal do alternador e em algumas construções proteger também o ventilador do alternador. Junto dele há o acoplamento do rolamento que é responsável por facilitar o giro do eixo principal do alternador. Geralmente constituído de metal ou ferro fundido. re m ap gl g. co m .b r ( 20 14 ) Figura 103 - Rotor ou induzido Fonte: Furtado (2014) O rotor é um dos principais componentes do alternador e é responsável por gerar um campo eletromagnético. Chamado também de bobina de campo, esse enrolamento envolto por duas peças de metal do tipo garra, quando energizadas, tem uma aplicação norte e outra sul. Os extremos da bobina são interligados a dois contatos separados, chamados de coletores, pois, quando energizados, per- mitem a passagem da corrente somente pela bobina de campo, a qual é total- mente isolada dos outros componentes. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS132 pe ca sr im a. co m .b r ( 20 14 ) Figura 104 - Estator Fonte: Furtado (2014) O estator é a parte do alternador que está envolta do rotor e tem por caracte- rística captar a energia do campo magnético gerado pelo rotor e repassá-la para suas três bobinas principais, cujos nomes são linha V, U e W. A energia captada pelas bobinas é levada até uma ponte retificadora onde ocorre a separação da tensão negativa para a tensão positiva, salientando também que o terminal da bobina W, em alguns veículos, é responsável por informar a rotação do motor em rotações por minuto no painel. Estas três bobinas estão dispostas em uma base de ferro magnético, presas pela carcaça do alternador ou fixadas às duas tampas do alternador, frontal e tra- seira, ficando o ferro magnético exposto para melhor dissipação do calor. As três bobinas principais estão fixadas ao ferro magnético, devidamente iso- ladas, e a uma distância de 120 graus cada uma. Dependendo da quantidade de garras que o rotor tem, elas são igualmente multiplicadas pelo número das bo- binas que estão ligadas em série para melhor captação da indução eletromagné- tica. Por exemplo, se você tem um rotor com seis garras multiplicando por três, terá 18 enrolamentos, quer dizer, seis enrolamentos ligados em série para cada bobina principal. 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 133 Fi at ([ 20 -- ?] ) Figura 105 - Capa traseira do alternador Fonte: do Autor (2014) Junto da capa traseira, estão acoplados o regulador de tensão, a ponte retifi- cadora e o rolamento traseiro para suporte do eixo do alternador. Sua principal função é proteger a parte traseira do alternador e assegurar o giro correto do eixo do rotor. Tanto a tampa frontal quanto a traseira servem de suporte do alternador ao bloco do motor. Ba o (2 01 4) Figura 106 - Regulador de tensão FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS134 A tensão é estabilizada no sistema de carga juntamente com a tensão de re- ferência da bateria, geralmente com o motor em marcha lenta, quando a tensão medida fica em torno de 13.5 à 14.5 volts de corrente contínua. Este componente é formado por um circuito eletrônico com diodos Zener pré-calibrados para uma tensão aproximada de 14 a 15 volts. Na figura do componente, a seguir, você pode visualizar dois contatos chama- dos de escovas, que ficam em contato direto com os coletores do rotor, permitin- do a passagem de tensão para a geração do campo eletromagnético. cl ic zl g. co m .b r ( 20 11 ) Figura 107 - Placas negativas e positivas do alternador Fonte: Furtado (2014) A tensão de corrente alternada gerada pelo movimento do rotor é captada pe- las bobinas do estator e transferida para as placas retificadoras, estas, por fim, têm a função de separar a onda positiva da onda negativa. Note que na figura anterior há duas placas separadas, cada uma delas com três diodos para filtrar a corrente. Junto deste sistema precisa-se de um capacitor para filtrar a tensão e equilibrar sua continuidade. 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 135 O circuito elétrico de um alternador pode ser melhor compreendido consul- tando o diagrama onde são mostrados os contatos do regulador de tensão em contato com o rotor, e também as três bobinas principais do estator, que vão até os diodos retificadores. Note no circuito a seguir que existem mais três diodos responsáveis pela pré- -excitação do sistema, realizada pelo rotor que recebe alimentação da bateria. Quando o rotor começa a girar ele gera o campo magnético do terminal D+, que é responsável por controlar a lâmpada da bateria no painel, a qual, ao receber a tensão positiva, faz a luz da bateria no painel se apagar com o alternador em funcionamento. Resistor (R) Comutador de Ignição Bateria Lâmpada indicadora de carga D+ B+ D3 TR2Z2 C1 TR1 DF R1R2 R3 R4 R5 D1 Diodos de excitação Regulador de Tensão Campo (rotor) Estator Diodos reti�cadores D1 D2 D3 D4 D5 D6 + - Lu iz M en eg he l ( 20 14 ) Figura 108 - Diagrama interno de funcionamento do alternador Fonte: Elétrica Básica (2014) 5.3 CIRCUITOS DE PARTIDA: O sistema de partida consiste em um motor no qual uma força eletromagné- tica exerce uma força mecânica para fazer o motor de combustão interna sair da sua inércia e entrar em funcionamento; a corrente elétrica que passa pelo sistema do motor de partida pode passar dos 200 amperes. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS136 Alavanca de comando Mola de retrocesso Bobina de retenção Bobina de chamada Chave magnética Contato Borne de ligação Ponte de contato Mancal do lado do coletor Mola da escova Coletor Escova Carcaça Sapata polar Induzido Bobina de campo Anel de guia Batente Roda livre Eixo do induzido com fuso Pinhão Arraste Disco de freio Mola de engrenamento SE N A I-D R- PE ([ 20 -- ?] ) Figura 109 - Componentes do motor de partida Fonte: Componente... (2014) Agora você estudará sobre cada um dos componentes do motor e assim en- tenderá o princípio básico do funcionamento do sistema. a) Alavanca de comando: empurra o pinhão para frente, para fazer contato com o volante do motor. b) Mola de retrocesso: auxilia no retorno da alavanca de comando para a po- sição de descanso. c) Bobina de retenção: mantém a alavanca de comando acionada até alcançar o tempo exigido pelo sistema ou condutor. d) Bobina de chamada: faz o primeiro acionamento da alavanca de comando. e) Chave magnética ou automático: faz o acionamento da alavanca de coman- do e transfere a corrente necessária para o motor de partida. f) Contato: constituído de uma chapa metálica, permite conduzir a corrente no terminal 30 do automático para as bobinas de acionamento, para as escovas do coletor e para a bobina de campo, quando esta se faz necessária, depen- dendo do tipo de construção. g) Borne de ligação: recebe alimentação linha trinta direto da bateria e alter- nador. h) Mancal do lado do coletor: suporta o eixo traseiro do induzido e o rolamento para melhor giro do rotor, o mancal também acopla o conjunto das escovas. 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 137 i) Mola da escova: pressiona a escova ou contato carvão condutivo ao coletor. j) Coletor: permite a passagem da corrente pelo induzido para geração de campo eletromagnético, existem dezenas de coletores, que são contatos localizados junto ao induzido. Eles são individuais e isolados, pois não têm contato direto um com o outro. k) Escova: permite que a tensão positiva ou negativa passe dos contatos de terra da carcaça do motor de partida para o coletor; o positivo atua da mes- ma forma, só que vindo do acionamento da chave de contato. l) Carcaça: prende todas as partes internas do motor de partida e fazo motor de partida ficar acoplado ao motor, além disso, a carcaça permite também o aterramento dos componentes necessários para a diferença de potencial necessário para o funcionamento do sistema. Outro fator importante é que a carcaça acopla as sapatas polares e a bobina de campo. Em alguns motores de partida este componente já é feito por placas magnéticas, ou seja, por um ímã permanente, sem necessidade de eletrizar o componente para gerar um campo eletromagnético. m) Sapata polar: são placas metálicas que acoplam as bobinas de campo na carcaça do motor de partida. No caso de ímãs permanentes, as sapatas po- lares são fabricadas em materiais magnéticos substituindo as bobinas de campo. n) Induzido: peça que recebe energia elétrica e a transforma em campo eletro- magnético para gerar força mecânica. o) Bobina de campo: quando recebe energia elétrica ela gera um campo mag- nético juntamente com a sapata polar e faz a ação de retração e atração de algumas partes do induzido. p) Anel de guia: permite o encaixe da alavanca de comando e serve de guia para o acionamento do pinhão. q) Batente: gera o acionamento do pinhão já no curso final. r) Roda livre: permite que o pinhão trave ao fazer força para girar o volante do motor, quando o motor entra em funcionamento, a velocidade de giro do volante do motor é superior ao giro do pinhão que gera a força inicial para girar o motor, caso o pinhão ainda esteja em contato com o volante do mo- tor, vai girar livremente impedindo avarias no sistema. s) Eixo do induzido com fuso: permite que o pinhão, ao ser acionado, faça uma pré-rotação, evitando contato direto e frontal dos dentes do pinhão com os dentes do volante do motor, para que o encaixe entre os dentes se dê de forma melhor. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS138 t) Pinhão: recebe a força de giro do eixo do motor de partida e repassa essa força para o volante do motor, iniciando, assim, o trabalho de giro do motor de combustão interna. u) Disco de freio: auxilia na frenagem do induzido ao ser desacionado. v) Mola de engrenamento: auxilia no retorno da alavanca de comando e do pinhão. SAIBA MAIS Para ficar mais por dentro do que acontece com a base de funcionamento dos motores de partida, dos alternadores e de outros componentes, conheça um pouco mais sobre o fe- nômeno de eletromagnetismo fazendo uma busca na inter- net com a palavra-chave magnetismo e eletromagnetismo. Iniciando o circuito pelo automático do motor de partida, a corrente vinda da bateria para internamente no automático, acionando-o, e dessa forma, permi- tindo o acoplamento do pinhão no volante do motor e a passagem da corrente elétrica para as bobinas de campo e para o induzido. Primeiramente, ocorre o acionamento da bobina de chamada, essa, por sua vez, aciona o eixo da chave magnética para acoplar os contatos dos terminais principais, quando os conta- tos são fechados, a bobina de chamada interrompe a diferença de potencial nas extremidades da bobina e auxilia o positivo da bobina de retenção. Veja, a se- guir, em uma figura pormenorizada, a parte interna de uma chave magnética ou automático, que está localizado junto às partes de acionamento das bobinas de campo e ao induzido. Anel de comando Roda livre Alavanca de comando Bobina de chamada Bobina de retenção Chave magnética Bobina de campo Coletor Induzido Sapata polarFuso (eixo do induzido) Anel de encosto SE N A I-D R- PE ([ 20 -- ?] ) Figura 110 - Representação do esquema de funcionamento do motor de partida Fonte: adaptado de SENAI/PE (1999) 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 139 O funcionamento do motor de partida inicia quando a chave magnética é acionada permitindo as bobinas de campo serem energizadas para gerar a in- dução eletromagnética, a qual, junto com as sapatas polares, permite às quatro sapatas existentes no motor de partida ficarem com sua característica norte e sul presentes com maior intensidade. O induzido recebe, então, a tensão por meio dos contatos das escovas com o coletor e gera outro campo magnético, assim iniciando um fenômeno de eletromagnetismo que faz essas ondas de eletromag- netização se retraírem e se atraírem, gerando uma força mecânica suficiente para vencer a inércia do motor de combustão interna. Veja, a seguir, mais um esquema elétrico, que ilustra o funcionamento do sistema. Enrolamentos da bobina de campo Enrolamento do induzido Escova Coletor Lu iz M en eg he l ( 20 14 ) Figura 111 - Princípio de funcionamento do circuito elétrico do motor de partida Fonte: Oficina e CIA (2014) Lembre-se que alguns motores de partida, também chamados de motor de arranque nas oficinas mecânica, são de menor tamanho para reduzir custos na linha de produção e melhorar sua acomodação no cofre do motor. Alguns desses motores de partida não possuem mais a bobina de campo, apenas ímãs perma- nentes, de alta indução magnética. Outro detalhe importante é que os sistemas utilizam também um redutor de velocidade, que transforma a alta velocidade do motor de partida em uma velocidade mais baixa, porém, com torque elevado. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS140 CASOS E RELATOS Verificação no motor de partida O Sr. Pedro, de uma auto elétrica que já era bem conhecida por conser- tar motores de partida e alternadores, recebeu, certo dia, um motor de partida que em alguns momentos funcionava, em outros não. Ao retirar o motor de partida para fazer as verificações em bancada, ele notou que as escovas de contato do coletor estavam com um pouco de desgaste e com zinabre, que é aquela sujeira vinda da humidade e do mal contato entre terminais. Depois de fazer todos os reparos necessários, recolocou o motor de parti- da no lugar e voltou a dar a partida, e o motor funcionou perfeitamente. Depois de uns dois dias o cliente retornou à oficina do Sr. Pedro se quei- xando de que novamente o motor do veículo estava falhando. Ao apoiar o braço sobre o veículo, para analisar o que poderia estar ocorrendo, o senhor Pedro notou que o cabo negativo da bateria estava frouxo. Ele, então, reapertou o cabo, e checou os pontos de aterramento do veículo para ver se estava tudo ok. Isso feito, liberou o veículo. Depois de um mês, o cliente voltou para informar que o veículo estava funcionamento normalmente e queria fazer outros reparos no veículo, pois gostou do trabalho e da análise feita pelo reparador, o senhor Pedro. RECAPITULANDO Nesse capítulo você viu como o circuito principal de alimentação do ve- ículo está configurado; aprendeu, também, como o motor entra em fun- cionamento e como é feita a recarga do veículo e os cuidados que se deve ter para garantir seu perfeito funcionamento. Além disso, você teve a oportunidade de conhecer as especificidades dos diversos circuitos elétricos, e o princípio de funcionamento deles, que, aliás, se assemelham muito, pois todos, ou recebem energia mecânica e a transformam em elétrica, ou, ao contrário, recebem energia elétrica e a transformam em energia mecânica. 5 DIAGRAMAS ELÉTRICOS 141 Anotações: 6 Tipos e Características dos Sistemas Eletroeletrônicos Neste capítulo você estudará os princípios de funcionamento dos sistemas eletroeletrôni- cos, algumas particularidades construtivas, e as características que fazem desse sistema o mais interessante na eletrônica veicular. Vai conhecer, também, os tipos de sistemas eletroeletrônicos, suas características de funcio- namento e de operacionalidade, e se familiarizará com um assunto muito falado na indústria automotiva, a rede CAN, que conduz as informações dentro de um automóvel. As melhorias na tecnologia veicular são incomparáveis com a tecnologia dos veículos de 30 anos atrás, em todos os sentidos. Na segurança, por exemplo, foi desenvolvido o airbag, o ABS, o controle de tração e estabilidade e uma infinita gama de recursos tecnológicos com os quais ninguém nem sonhava há três décadas atrás. Ao finalizar seus estudos neste capítulo, você estará apto a:a) identificar os princípios da eletricidade e eletrônica aplicáveis aos sistemas automotivos; b) reconhecer as características operacionais dos sistemas eletroeletrônicos automotivos; c) compreender o funcionamento dos sistemas de rede CAN. Bons estudos! FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS144 6.1 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO Apesar de todo avanço tecnológico das últimas décadas, a principal fonte de energia de um veículo, independentemente do veículo ser novo ou não, continua sendo a bateria do veículo. Isso não é incrível? Pode até ser, mas é ela que fornece a energia elétrica para todos os consumidores instalados em um veículo, sejam eles quantos forem. Nenhum dos sistemas eletroeletrônicos do veículo funciona- ria sem a bateria e o alternador. Por isso o cálculo dos equipamentos consumidores a serem instalados no veí- culo, e principalmente a capacidade da bateria e do alternador desse veículo, são de suma importância. En su p ([2 0- -? ]) Desde que se tenha em mente que a bateria é o único fornecedor de energia quando o veículo está com o motor desligado, não haverá problemas na insta- lação de um simples rádio no veículo. Mas quando esse veículo estiver em fun- cionamento, quem entrará em ação é o alternador, outro importantíssimo item gerador de energia elétrica, responsável por manter o fornecimento de energia para todos os equipamentos ligados à bateria do veículo. Nesse item você estudou como é a alimentação dos instrumentos que são li- gados em um veículo automotor, e verificou que todos partem do mesmo prin- cípio de funcionamento, devem ter um fornecedor de energia elétrica constante, que quando o motor está desligado, recorre à bateria para seguir funcionando. 6 TIPOS E CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS ELETROELETRÔNICOS 145 E lembre-se também que é a bateria que alimenta o alternador, que por sua vez, alimenta todos os equipamentos elétricos desse veículo enquanto o motor está ligado, dependendo apenas de sua capacidade máxima, ou seja, se não ex- ceder essa capacidade, o alternador do veículo poderá atender até 10 vezes mais componentes do que os instalados originalmente. Na próxima etapa de estudos você verá o tipo de funcionamento físico dos equipamentos instalados em veículos automotores. CURIOSIDADE Um alternador automotivo, para funcionar perfeita- mente e seguir alimentando os consumidores ins- talados, precisa trabalhar com uma faixa de até 250 amperes, funcionando em condições normais, mas, é claro, que isso depende do alternador. A deman- da de fornecimento está diretamente relacionada ao modo como esses equipamentos são ligados, no caso, um após o outro, não excedendo seu limite de fornecimento elétrico. 6.2 TIPOS DE FUNCIONAMENTO FÍSICO O funcionamento físico dos equipamentos eletroeletrônicos de qualquer tipo de automóvel parte de um princípio básico: o de haver uma fonte de energia para alimentação desses equipamentos, possuir condutores que levarão a tensão elétrica até os consumidores (equipamentos) e por fim os equipamentos consu- midores. Como todo equipamento eletroeletrônico, a unidade de controle eletrônico do motor e todas as outras centrais que um veículo moderno pode ter, também usam a tensão fornecida pela bateria para funcionar corretamente, e a diferença do uso dessa energia está na forma em que as centrais gerenciam a tensão rece- bida da bateria. Um exemplo disso é a UCE da injeção eletrônica, que recebe 12V proveniente da bateria, e encaminha em muitos casos para os sensores uma tensão de 5V. Particularidades como essa se restringem a veículos mais modernos e deten- tores dessa tecnologia, que a passos largos dominam a eletrônica automotiva a cada dia. Nesse pacote de dados que a central mestre envia às centrais escravas está o pulso modular, chamado de PWM, que em português quer dizer Largura de Pulso Modular. A largura do pulso modular está diretamente ligada à informação que esse sistema usa para se comunicar dentro do veículo. Uma forma de comuni- cação muito nova no Brasil, e é com certeza assunto para muito mais estudo e pesquisa. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS146 Dependendo da informação que deve chegar do ponto A ao ponto B, um pul- so de informação será emitido, e esse pulso tem um certo “tamanho”, pode-se dizer, e quanto maior for o tamanho do pulso, maior será o consumo de corrente da bateria, ou seja, mais amperes serão gastos para informar a central sobre a função e o tipo de trabalho a ser realizado. Nessa parte do estudo você aprendeu sobre os tipos de funcionamento físico dos equipamentos eletroeletrônicos de um automóvel. Você viu, também, que sem uma fonte de energia não seria possível fazer um motor funcionar, muito menos um simples rádio ligar ou permanecer funcionando. Nesta próxima etapa, você estudará as características operacionais dos siste- mas eletroeletrônicos automotivos. Aproveite a leitura! FIQUE ALERTA Esse tópico é muito interessante, pois trata dos cuidados que se deve ter com os eletroeletrônicos automotivos. Como as novas tecnologias são sempre muito caras inicial- mente, e a mão de obra de consertos também, você tem que ficar alerta ao seguinte: a substituição e o remanufa- turamento da qualquer tipo de central de comunicação não é aconselhado, e o profissional que fará o serviço não poderá dar garantias que a central durará o mesmo que outra central original. 6.3 CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS As características operacionais dos equipamentos eletroeletrônicos são um assunto pertinente e devem ser observadas por todos aqueles que querem fa- zer o uso correto de qualquer tipo de equipamento e instrumento eletrônico em um automóvel, pois a grande demanda desse tipo de facilidade tecnológica, que traz muito conforto à vida das pessoas, não deveria causar dor de cabeça nem ao proprietário do veículo, nem ao mecânico que por ventura tenha que fazer a manutenção ou a reparação dos equipamentos. A questão da qualificação para a manutenção, o reparo, a substituição e até mesmo o uso desses equipamentos eletroeletrônicos é de responsabilidade de quem está à frente do equipamento no momento em que está sendo utilizado. Para poder usufruir de um rádio automotivo, o proprietário deve, primeira- mente, adquirir os mínimos conhecimentos necessários para usar esse rádio sem danificá-lo. O mesmo é verdade sobre os demais equipamentos de áudio instala- dos em um veículo. 6 TIPOS E CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS ELETROELETRÔNICOS 147 Essa é uma questão muito simples. Você está familiarizado com o computador que usa em casa? O processo de cuidados e manutenção é quase o mesmo, só que em um veículo as centrais estão espalhadas por tudo, uma central para cada função, atuadores etc. Essas centrais são comandadas todas ao mesmo tempo, confrontando infor- mações, o que facilita em muito a troca de dados, agindo sempre de forma inteli- gente para ‘dizer’ o que deve ser feito no momento certo e principalmente o que não deve ser feito. O atuador, ou o sensor, recebe um sinal da central que o comanda e esse sinal é reconhecido como uma ordem para realizar uma função. Se por algum motivo esse sensor, ou atuador, não responder ao sinal recebido indicando sua execução, ou simplesmente não responder a esse sinal, a central que o comanda corta a co- municação com ele, indicando no painel do veículo que alguma coisa está errada. Assim funciona a rede CAN. Quando um pacote de dados, os chamados pro- tocolos, não são respeitados, a rede consegue mostrar ao motorista onde exata- mente está o possível problema porque a rede de comunicação, composta por fios condutores de energia e comunicação, em segundos consegue receber e processar a informação do que está acontecendo. Esses fios condutores muitas vezes confeccionados de fibra ótica, tão finos quanto fios de cabelo, são marca- dos com cores diferentes e trançados entre si, para facilitar a manutenção feita por profissionais da área. Nos veículos que não contêm o sistema de intercomunicação,os problemas apenas são enviados ao painel do veículo, de um modo geral, alertando que há algum problema no veículo, por um sistema de luzes de alerta codificados por cores diferentes, como uma luz amarela para alertar condutor, como se estivesse dizendo “cuidado”, “preste atenção”; já a luz vermelha indica um grande proble- ma ou perigo, como que dizendo ao condutor que algo muito sério está errado. Isso significa que você deve estar sempre atento aos sinais que o veículo está lhe informando. Nessa parte dos estudos você estudou sobre as características de funciona- mento físico, dos componentes eletroeletrônicos automotivos, visando um me- lhor entendimento do funcionamento da parte física e da parte de programa dos sistemas eletrônicos. SAIBA MAIS Neste site você poderá conhecer mais detalhes sobre o assunto, acesse e amplie seu conhecimento sobre como essas centrais funcionam. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS148 Dando continuidade aos trabalhos, você estudará agora como realizar as ope- rações envolvidas nos processos de manutenção dos sistemas eletroeletrônicos automotivos, para entender realmente como um sinal elétrico que saiu da bateria chega, por meio de um condutor bem fino, até a sinaleira traseira do veículo, para executar alguma função. 6.4 OPERAÇÕES ENVOLVIDAS As operações envolvidas referem-se a tudo que necessite de comando ele- trônico para realizar alguma função, como quais equipamentos de reparação usar para instalar ou reparar, por exemplo novos rádios, lâmpadas e faróis, ou, por exemplo, o que fazer para resolver problemas com divergência de dados e o sistema de áudio. O reparo desses sistemas não deve ser tratado levianamente pelo fato de se- rem alimentados com energia, e um pequeno defeito pode queimar componen- tes de proteção como fusíveis e relés, ou pior, pegar fogo, se a instalação desses componentes de proteção não é feita de maneira, adequada obedecendo a um padrão técnico. Os equipamentos que fazem os ajustes e reparos em qualquer sistema que seja alimentado com energia elétrica, devem ser rigorosamente mantidos em perfeitas condições, evitando, assim, retrabalhos e testes de medições que foram mal feitas. Nos testes em algum componente, como um sensor do sistema de arrefeci- mento, por exemplo, se o equipamento (multímetro) de teste aferir com uma dis- crepância muito grande, com certeza o profissional terá problemas com o cliente, pois talvez chegue a substituir peças desnecessariamente, por achar que estavam estragadas apenas porque os equipamentos de teste estavam fazendo aferições incorretas que levaram o reparador a concluir que as peças em questão conti- nham algum problema. Na hora de medir a tensão e a corrente com um amperímetro automotivo, é imperativo que o profissional saiba manusear e lidar de forma correta com os equipamentos de teste e medição, que, claro, deve estar em boas condições. Quando há a necessidade de testar continuidade de fios e cabos condutores, por exemplo, o isolamento deles precisa ser perfeito; se o profissional não for de- talhista na confecção desse isolamento, e do uso correto do multímetro, prova- velmente não conseguirá medir a continuidade e verificar precisamente se há a possibilidade de ocorrer algum curto circuito entre os condutores. Outro exemplo é o teste de um alternador. Na desmontagem, o profissional deve ficar muito atento para não colocar peças erradas ou deixar peças faltando no alternador. 6 TIPOS E CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS ELETROELETRÔNICOS 149 an dr es rim ag in g ([2 0- -? ]) Os testes de continuidade, tensão e corrente, se fazem necessários, pelo fato de o alternador lidar com uma tensão muito grande logo após a partida do mo- tor, pois é ele que mantém os equipamentos elétricos do veículo funcionando enquanto o motor estiver ligado. A qualificação do profissional reparador, que fará qualquer tipo de serviço em sistemas elétricos, é muito importante, não apenas porque corre o risco de receber uma descarga elétrica ou, em outras palavras, receber um choque, mas porque a sua integridade física corre riscos. Se o profissional estiver de aliança no dedo, ele podem até perder os dedos da mão num choque desses. Além desses riscos, o profissional também deve lembrar-se que está trabalhando com equipa- mentos caros, como centrais eletrônicas de airbag, ABS e outros, que podem levar a grandes prejuízos financeiros. Nesse capítulo você estudou os tipos e características dos sistemas eletroele- trônicos, seu princípio de funcionamento, os tipos de funcionamento, suas carate- rísticas operacionais e as operações envolvidas nesses processos de comunicação do veículo com o condutor ou proprietário. No próximo capítulo você estudará as informações técnicas, a correta interpretação dos manuais e das normas téc- nicas e a interpretação de textos técnicos e procedimentos especiais. Por isso, faça deste livro de consulta técnica seu companheiro nas horas de dúvidas, pois, as informações nele contidas, foram desenvolvidas para o total esclarecimento e aprendizado dos futuros profissionais, que o mercado tanto necessita. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS150 CASOS E RELATOS A lâmpada de LED A dona Silvana procurou um autocenter especializado em iluminação veicular, no intuito de trocar as lâmpadas de sinalização e de faróis. Pediu ao vendedor as lâmpadas de sinalização e disse que queria faróis de LED, já que são a última moda e todo mundo está usando. O vendedor fez como dona Silvana pediu, encaminhou seu pedido ao instalador e o instruiu sobre o pedido da cliente, entregou todas as lâm- padas ao instalador, que fez como mandava o pedido de Silvana. Feito o serviço, foram testar a capacidade de luminosidade do novo siste- ma de sinalização e iluminação de veículo dela. Resultado! Algumas lâmpadas não acenderam, e as que acenderam, fica- ram piscando, o que deixou a dona Silvana muito triste e decepcionada. E o pior é que o instalador não sabia o que dizer a ela. Conversando com o vendedor que há pouco tempo tinha feito um curso de redes automotivas no SENAI, o instalador concluiu que o veículo de dona Silvana era dotado de uma tecnologia recente no mercado de au- tomóveis, e esse sistema de redes de comunicação, está sempre em pro- cesso de atualização. Em veículos com rede CAN até as lâmpadas têm co- municação direta com a central que as comandam, e com esse processo de troca das lâmpadas, era bem possível que esse problema acontecesse. Combinou com o instalador que ele deveria instalar no veículo de dona Silvana um aparelho chamado simulador de consumo, que simula o con- sumo das lâmpadas incandescentes do veículo. Feita a instalação correta do simulador de consumo, exatamente “como manda o figurino”, ou seja, as normas prescritas pelo fabricante, o veícu- lo foi testado normalmente e funcionou perfeitamente, sem problemas, deixando dona Silvana muito feliz e satisfeita com a melhoria feita em seu veículo. 6 TIPOS E CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS ELETROELETRÔNICOS 151 RECAPITULANDO Neste capítulo que se encerra, você estudou sobre os tipos e caracterís- ticas dos sistemas eletroeletrônicos automotivos, seus princípios de fun- cionamento, e seus tipos de funcionamento físico. Você aprendeu que esses sistemas nada mais são do que componentes eletroeletrônicos in- terligados, que comandam e controlam tudo o que pode ser acionado dentro de um automóvel. Você viu que todos esses itens que levam ao prazer de dirigir, e ainda trazem conforto e segurança ao condutor, tem características operacionais próprias, e requerem conhecimento e habili- dade daqueles que os fazem funcionar de modo eficiente. Você viu também quais as operações envolvidas no reparo, manutenção e substituição de componentes como lâmpadas, fios e cabos condutores, do rádio do veículo e a instalação correta e o dimensionamento do siste- ma de áudio veicular. Você percebeuquão importante é sua responsabilidade, pois se não fizer o cálculo correto do gasto de energia desses consumidores, uma fiação completa pode pegar fogo, e muitas vezes o veículo também. Além disso, você aprendeu que a utilização dos equipamentos de teste e aferição corretos faz toda a diferença, e que não se pode usar um equi- pamento de teste qualquer, pois somente o equipamento certo trará o resultado correto. Parabéns pelo empenho. Aproveite esta oportunidade, de estudar para obter uma profissão reconhecida em todo o país e se tornar um profissio- nal bem qualificado. Estudando seriamente este material, e dedicando-se aos estudos, você certamente chegará lá. Você está no caminho certo. Boa sorte! 7 Informações Técnicas No capítulo que se inicia, você estudará sobre a interpretação de manuais e normas técnicas. Você vai logo perceber que os manuais são criados não só para esclarecer dúvidas, mas tam- bém para orientar o profissional, para que ele não cometa erros. Você também verá que muitos problemas enfrentados pelo profissional são de má interpretação da literatura técnica, pois o desconhecimento das normas técnicas pode atrapalhar o desenvolvimento de um bom serviço de manutenção e de uma mão de obra satisfatória. Por isso, você irá aprender como proceder quando estiver com um manual técnico nas mãos, as formas corretas de trabalhar, e inclusive a maneira correta de preservar os manuais técnicos, pois eles devem permanecer intactos e legíveis por muito tempo, pelo menos até que novas versões, mais atualizadas, sejam expedidas pelas montadoras. Ao finalizar seus estudos neste capítulo, você estará apto a: a) compreender a importância da aplicação de normas técnicas no processo de reparação de sistemas eletroeletrônicos automotivos; b) interpretar manuais e normas técnicas. Bons estudos! FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS154 7.1 INTERPRETAÇÃO DE MANUAIS E NORMAS TÉCNICAS A interpretação de normas técnicas é de grande importância em qualquer tipo de oficina mecânica, visando padronizar a qualidade do serviço de mão de obra realizado por profissionais da reparação automotiva. m er ce de s ra nc aA o ([2 0- -? ]) As normas regulamentadoras de padronização de mão de obra e serviços têm grande importância em qualquer tipo de oficina mecânica, desde uma pequena oficina até uma grande rede autorizada. FIQUE ALERTA Preste atenção quanto ao tipo de serviço que você rea- lizará em um veículo, pois, para qualquer tipo de reparo existe uma norma regulamentadora, que padroniza a mão de obra, evitando acidentes e problemas de serviços mal feitos Essas normas regulamentadoras foram criadas para auxiliar e resolver proble- mas na reparação de veículos automotores. 7 INFORMAÇÕES TÉCNICAS 155 A ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) foi criada em 1940 e é res- ponsável por distribuir padrões de serviços de qualidade para todos os setores da indústria, visando, assim, a otimização do trabalho e da mão de obra, que serve como referência para todos os ramos da economia. Com o passar dos anos, a indústria se atualizou e os setores que a acompa- nham tiveram que se adequar a essa demanda tecnológica, tendo que se adequar à crescente atualização do mercado. CURIOSIDADE Mesmo as normas técnicas que regulamentam os serviços em oficinas mecânicas sofrem alterações, pelo fato da indústria automotiva estar em cons- tante atualização. A atualização e as modificações nas normas ajudam a previnir o desperdíco de materiais e de tempo, e faz com que os serviços de mão de obra sejam cada vez melhores. Do mesmo modo como você deve se atualizar nas tecnologias e nas normas técnicas, os órgãos regulamentadores e os próprios manuais de normas técni- cas têm que ser revisados e atualizados constantemente, visando acompanhar o mercado. SAIBA MAIS No Brasil existe um órgão responsável pelo desenvolvimento das normas de elaboração e fiscalização; esse órgão trabalha em conjunto com os setores que têm interesse na observa- ção e execução rígida delas. Se você quiser saber mais sobre como essas normas são desenvolvidas, pesquise na internet e veja o que está dispo- nível no site da SINDIREPA - SP (Sindicato da Indústria de Re- paração de Veículos do Estado de São Paulo): . A seguir, você estudará a interpretação de textos técnicos da área automotiva. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS156 7.2 INTERPRETAÇÃO DE TEXTOS TÉCNICOS E PROCEDIMENTOS ESPECIAIS A interpretação dos textos técnicos é de total responsabilidade dos pro-fissio- nais que os usam, por isso, fique atento e aprenda a interpretá-los também. A manutenção correta de um veículo, principalmente em oficinas especiali- zadas, é de fundamental importância, por isso é essencial que os profissionais tenham consciência dos padrões técnicos minuciosamente apresentados e dis- cutidos neles. E é praticamente impossível fazer a manutenção correta e segura, de um automóvel, sem saber realmente o que e como fazer, sem ler os manuais. Seja atento, se você deseja ser um profissional de referência dentro de uma concessionária, só depende de você conquistar esse posto. CASOS E RELATOS Problemas no Cabeçote O senhor Jairo, um mecânico recém-contratado em uma rede de con- cessionárias da região, foi designado para fazer a remoção do cabeçote de um veículo 1.0 que dera problemas na primeira revisão de 10.000 km. Jairo, que não conhecia os manuais e normas técnicas, retirou o cabeçote do veículo como mandara seu chefe, substituiu algumas peças danifica- das, e no momento da colocação desse cabeçote, não sabia bem o que fazer. E o que foi que Jairo fez? Com o cabeçote nas mãos, colocou-o no veículo; mas como não sabia que existia uma literatura técnica para executar tal serviço, ele simplesmente instalou o cabeçote no veículo do cliente, sem dar o aperto correto nos parafusos angulares. 7 INFORMAÇÕES TÉCNICAS 157 Na verdade, Jairo apertou demais os parafusos, e acabou quebrando um deles dentro do cabeçote. Com medo de ser despedido, ficou quieto e não disse nada para o chefe da oficina. O cliente de Jairo foi embora com o veículo, mas insatisfeito porque seu veículo, praticamente zero quilômetro, apresentara problemas. Jairo achou que não daria problemas, afinal era apenas um parafuso que ti- nha quebrado, e provavelmente ninguém notaria. Mas, no dia seguinte o cliente voltou, muito bravo e perguntando o que Jairo tinha feito em seu veículo. Jairo, então, contou ao chefe que um dos parafusos do cabeçote tinha quebrado na hora da recolocação. Jntão, o chefe da oficina orientou Jairo a desmontar o cabeçote nova- mente para poder mandá-lo a uma tornearia para que a retirada do para- fuso quebrado fosse feita. Depois disso, o chefe ensinou Jairo a instalar o cabeçote de maneira correta e apresentou-lhe o manual técnico. Jairo viu que nele estão especificadas todas as ferramentas que devem ser usadas nesse tipo de serviço, como deve ser o aperto de parafusos angulares e qual a sequência correta de instalação. Jairo prestou muita atenção no que estava escrito no manual e nunca mais cometeu o mesmo erro, tornando-se um dos melhores mecânicos daquela oficina. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS158 RECAPITULANDO Nesse capítulo que se encerra você estudou sobre a interpretação de ma- nuais, normas e textos técnicos. A ABNT é o órgão brasileiro regulamentador de normas. É ela que lan- ça as publicações que descrevem os padrões que devem ser observados para a realização de serviços com 100% de confiabilidade. Todos os seg- mentos de fabricação de produtos e de serviços devem seguir os padrões prescritos por esse órgão. Você também entendeu o quão importante é saber interpretar os textos técnicos, para executar com perfeição as tarefas de manutenção em uma oficina. 7 INFORMAÇÕES TÉCNICAS 159 Anotações: 8 Soldagem de Componentes e Materiais O que há por baixo daquele condutor emendado? Apenas123 Figura 96 - Circuito elétrico básico interno ao painel de instrumentos...................................................... 124 Figura 97 - Desenho elétrico do sistema de carga, recarga e partida do veículo ................................... 125 Figura 98 - Construção interna da bateria ............................................................................................................. 126 Figura 99 - Alternador ................................................................................................................................................... 129 Figura 100 - Componentes do alternador ............................................................................................................. 130 Figura 101 - Polias do alternador e ventilador do alternador ........................................................................ 130 Figura 102 - Capa frontal do alternador ................................................................................................................. 131 Figura 103 - Rotor ou induzido .................................................................................................................................. 131 Figura 104 - Estator ........................................................................................................................................................ 132 Figura 105 - Capa traseira do alternador ............................................................................................................... 133 Figura 106 - Regulador de tensão ............................................................................................................................ 133 Figura 107 - Placas negativas e positivas do alternador .................................................................................. 134 Figura 108 - Diagrama interno de funcionamento do alternador ................................................................ 135 Figura 109 - Componentes do motor de partida ................................................................................................ 136 Figura 110 - Representação do esquema de funcionamento do motor de partida .............................. 138 Figura 111 - Princípio de funcionamento do circuito elétrico do motor de partida .............................. 139 Figura 112 - Ferro de solda comum ......................................................................................................................... 162 Figura 113 - Apoio para ferro de solda convencional ....................................................................................... 163 Figura 114 - Pistola de solda ....................................................................................................................................... 164 Figura 115 - Estação de solda com soprador ........................................................................................................ 164 Figura 116 - Pontas da estação de solda ................................................................................................................ 165 Figura 117 - Pontas de ferro de solda limpa e suja ............................................................................................. 165 Figura 118 - Carretel de solda .................................................................................................................................... 166 Figura 119 - Fluxo e pasta de solda .......................................................................................................................... 167 Figura 120 - Sugador de solda ................................................................................................................................... 168 Figura 121 - Processo de retirada de solda com sugador ................................................................................ 169 Figura 122 - Malha de dessolda ................................................................................................................................. 169 Figura 123 - Forma correta de aplicação de solda .............................................................................................. 170 Figura 124 - Reciclagem de circuitos eletrônicos ............................................................................................... 172 Figura 125 - Forma incorreta de descarte de materiais eletroeletrônicos ................................................. 172 Figura 126 - Obra de arte com utilização de estanho ....................................................................................... 173 Figura 127 - Sapato de proteção ............................................................................................................................... 185 Figura 128 - Calça de proteção-comprida ............................................................................................................. 185 Figura 129 - Jaleco de proteção ................................................................................................................................ 186 Figura 130 - Luva de proteção contra óleos e graxa .......................................................................................... 187 Figura 131 - Luva de proteção de vaqueta ............................................................................................................ 188 Figura 132 - Luvas de proteção de anticorte ........................................................................................................ 188 Figura 133 - Óculos de proteção ............................................................................................................................... 189 Figura 134 - Protetor auricular ................................................................................................................................... 190 Quadro 1 - Descrição das simbologias dos componentes .............................................................................. 100 Quadro 2 - Terminais das principais linhas elétricas do veículo .................................................................... 104 Tabela 1 - Construção do LED em relação à cor .....................................................................................................63 Tabela 2 - Relação entre a carga e a densidade da bateria .............................................................................. 127 Tabela 3 - Relação entre carga e tempo para recarga ...................................................................................... 128 Sumário 1 Introdução ........................................................................................................................................................................13 2 Princípios de Eletricidade e Eletrônica ...................................................................................................................17 2.1 Grandezas elétricas .....................................................................................................................................18 2.1.1 Tensão Elétrica ...........................................................................................................................18 2.1.2 Corrente Elétrica ........................................................................................................................19 2.1.3 Resistência elétrica ...................................................................................................................19 2.1.4 Potência elétrica ........................................................................................................................19 2.2 Lei de Ohm .....................................................................................................................................................20 2.2.1 PRIMEIRA Lei de Ohm ..............................................................................................................20 2.2.2 SEGUNDA Leiuma amarração de fio de cobre coberto por um isolante? Como consertar um capacitor danificado em uma placa de circuito impresso? Essas são perguntas que você facilmente poderá responder ao término deste capítulo. Relacionado à elétrica e eletrônica automotiva, a soldagem dos componentes em placas, consertos, ligações de cabos e outros componentes, é muito importante para o melhor desem- penho dos circuitos elétricos ou eletrônicos. Contudo, qualquer serviço que realizar só ficará bem feito se embasado tecnicamente, independente do sistema que você estiver soldando: um processamento de uma placa, uma adaptação ou uma emenda em chicotes elétricos etc. É muito importante você ver e saber que tipos de cuidados devem ser tomados ao realizar trabalhos de solda, que equipamentos utilizar, como manter os equipamentos em bom estado, e de que forma realizar o descarte dos materiais, para evitar danos ao meio ambiente e à saúde. O bom desempenho e resultado de uma boa solda, além do mais, evita perdas de componen- tes e materiais. Saiba, que a perfeição de determinados processos vem com a repetição, com a tentativa, com o erro e o acerto. Por isso, para soldar componentes eletroeletrônicos é necessário adquirir prática, como na execução de qualquer outro serviço. Ao finalizar seus estudos neste capítulo, você estará apto a: a) identificar os tipos e as características dos materiais utilizados nos sistemas eletroeletrô- nicos; b) identificar o tipo de procedimento a ser realizado durante a manutenção de um sistema eletroeletrônico automotivo; c) aplicar processos de solda de componentes eletroeletrônicos automotivos; d) identificar os tipos e características dos materiais aplicáveis aos sistemas eletroeletrônicos para fins de descarte. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS162 8.1 TIPOS E CARACTERÍSTICAS DE EQUIPAMENTOS E MATERIAIS Todos os equipamentos e materiais base, utilizados na solda de componentes eletroeletrônicos se diferenciam em termos de aplicação e manuseio. Tanto as características dos componentes a serem soldados quanto os equipamentos e materiais a serem utilizados diferem totalmente de uma solda a outra. Em alguns sistemas se faz necessário usar uma solda mais densa, com maior porcentagem de estanho para fixar determinado componente. Em outros sistemas, mais com- plexos, a utilização de equipamentos especiais para a solda se faz necessária. 8.1.1 FERRO DE SOLDA Ferro de solda é o nome comum dado ao componente que serve de base para qualquer tipo de solda que você irá fazer. No mercado é possível encontrar os mais diversos modelos, como os ferros de solda de 30, 40, 60, 80 e até 300 watts. Estes ferros menores são utilizados para soldagem de pequenos componentes em circuito eletroeletrônicos e em instalações pequenas de condutores e interli- gações de placas e fios. Ba o (2 01 4) Figura 112 - Ferro de solda comum Fonte: Bao (2014) 8 SOLDAGEM DE COMPONENTES E MATERIAIS 163 Na maioria desses ferros de solda, a ponta é de cobre, e em alguns modelos recebem uma proteção de níquel para melhor desempenho na soldagem destes componentes menores. Outros recebem uma camada de ferro tratado, mas este causa uma queda de temperatura. A adição de material à ponta do ferro de solda ajuda a aumentar a sua vida útil. Sempre que for utilizar um ferro de solda con- vencional, utilize o seu apoiador, nunca o deixe livre na bancada. Ba o (2 01 4) Figura 113 - Apoio para ferro de solda convencional Fonte: Bao (2014) Além dos ferros de solda convencionais, há alguns modelos maiores, para sol- das pesadas como a de condutores elétricos para instalações de som e outras adaptações no veículo. Esses levam o nome de pistola de solda, pois seu aqueci- mento é quase que instantâneo, vencendo em segundos a inércia da temperatu- ra da resistência, conforme a figura a seguir: FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS164 W or ke r ( 20 14 ) Figura 114 - Pistola de solda Fonte: Thinkstock (2015) Os reparadores que trabalham diariamente com vários tipos de solda de es- tanho, têm também à sua disposição outros equipamentos de alta performance para determinados tipos de trabalho. Conforme o tipo de serviço, o reparador poderá precisar de um equipamento que consegue fazer ajustes precisos, depen- dendo do material a ser trabalhado, pois as pontas do ferro de solda podem ser substituídas por outras, conforme a necessidade. Em alguns modelos, a tempe- ratura dissipada na ponta pode ser controlada com as mais variadas regulagens. Veja um desses modelos a seguir. Ya X un ([ 20 -- ?] ) Figura 115 - Estação de solda com soprador Fonte: Thinkstock (2015) 8 SOLDAGEM DE COMPONENTES E MATERIAIS 165 Algumas estações de solda, como a anteriormente citada, possuem um sopra- dor térmico que atinge uma alta temperatura. Este soprador auxilia a estação de solda na dessoldagem de circuitos integrados, nos quais os terminais dos com- ponentes são muito próximos e há a necessidade de esquentar por igual a solda para retirar o circuito da placa. Alguns modelos de estação de solda, vêm com pontas específicas para trabalhos leves ou pesados. A li Ex pr es s (2 01 4) Figura 116 - Pontas da estação de solda Outro fator importante para se realizar um bom trabalho de solda é a limpeza e preparo do equipamento e da bancada. O trabalho se inicia com o ferro de solda quente e pronto para a utilização. Somente então se deve colocar o estanho na ponta do ferro de solda, e esperar até que o ferro fique com a ponta cromada pelo estanho. Se o ferro estiver com impurezas externas ou vestígios de soldas ante- riores, limpe-o com uma esponja umedecida, e repita o processo se for preciso. Veja a seguir o detalhe de uma ponta do ferro de solda limpa e outra suja. O forma correta é a ponta brilhante, da cor da solda, pois, permite a adesão da solda. Já da forma errada a ponta fica suja, de cor escurecida, não deixa a solda aderir. Ba o (2 01 4) Figura 117 - Pontas de ferro de solda limpa e suja Fonte: Bao (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS166 CURIOSIDADE A “solda fria”, muito conhecida entre os repara- dores, é uma solda mal feita que pode quebrar o ponto de solda, causando mau contato e um gran- de inconveniente, pois é difícil de identificar se foi aplicada em uma placa de circuito eletrônico. 8.1.2 SOLDA Usado nas mais diversas aplicações, e comumente conhecido como estanho, esse composto metálico faz parte da soldagem de componentes eletrônicos. Jun- tamente com o do ferro de solda, é o componente primordial para a junção de componentes na placa de um circuito impresso ou para a junção de condutores elétricos. Sua base é um composto de estanho e chumbo, mas essa mistura pode variar de acordo com a fabricante da solda, mas a composição mais comum é de uma proporção maior de estanho do que chumbo, em torno de 40% chumbo e 60% de estanho, com a possível adição de alguns tipos de resinas. Outras compo- sições podem conter a mesma proporção de chumbo e de estanho, e até encon- tra-se as que possuem um pouco mais de chumbo do que de estanho. Lembre-se, quanto menor a concentração de chumbo no composto da solda, mais frágil será a solda. Em geral, o ponto de fusão se dá em torno dos 350 a 380 graus. Ba o (2 01 4) Figura 118 - Carretel de solda Fonte: Bao (2014) 8 SOLDAGEM DE COMPONENTES E MATERIAIS 167 Cada vez mais tem-se tentado reduzir a quantidade de chumbo dessa com- posição pelo fato de ele ser altamente poluente e porque a fumaça, se inalada, pode causar efeitos colaterais de tontura, enjoos, dores de cabeça entre outros Por isso, sempre que for mexer com a solda de estanho, use uma máscara, óculos de proteção e luvas finas, que evitam o contato do chumbo direto com as mãos. Sempre que terminar um trabalho, lave logo as mãos. Há, ainda, ligas de estanho especiais para soldagens de alto desempenho, de- pendendo das características do componente que receberá a solda. Os manuais técnicos do fabricante sempreindicam se o componente a ser soldado necessita de uma composição de estanho diferente da convencional. 8.1.3 FLUXO, PASTA E FLUIDO DE SOLDA O fluxo e a pasta de solda são muito utilizados por profissionais da área para poderem aumentar ainda mais a fusão entre a placa e a solda. Isso acontece por- que o fluido e a pasta de solda tem a capacidade de limpar as impurezas do local, retirando óxidos e aumentando a aderência. Outro benefício é que o fluido e a pasta aumentam a concentração da solda, evitando que a solda escorra pela pla- ca para componentes próximos ou que prolongue seu caminho no condutor a ser estanhado. Ba o (2 01 4) Figura 119 - Fluxo e pasta de solda Fonte: Bao (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS168 Na própria solda já há uma proporção de fluxo de solda, mas esta não é su- ficiente para soldar determinados materiais. A fumaça que advém da solda de alguns componentes resulta da fusão desta composição, e não somente do esta- nho ou do chumbo. O fluxo de solda possui basicamente essas mesmas características, o que di- fere é que é usada com maior frequência em circuitos impressos, que requerem muito cuidado, para não ocorrer a junção involuntária, quer dizer, sem querer, de terminais vizinhos. Por isso, essa solda é geralmente aplicada com uma seringa diferente do fluido e da pasta aplicados com pincéis. 8.1.4 SUGADOR DE SOLDA E MALHA DE DESSOLDA Por mais que um profissional tenha alta experiência em soldagem, sempre haverá aquela solda que de certa forma ficou ruim ou não aderiu corretamente o componente à placa. Para casos como esses, em que o soldador não está sa- tisfeito com o serviço, existe um equipamento de soldagem de componentes e materiais eletrônicos que consegue limpar o local onde a solta foi feita. Ba o (2 01 4) Figura 120 - Sugador de solda Fonte: Bao (2014) Como o próprio nome do equipamento sugere, o sugador retira a solda por uma alta e rápida sucção. Pra realizar a sucção, é preciso engatilhar uma haste que deve ser empurrada até seu curso final. Uma vez que a haste esteja posicionada no lugar correto, ela deve ser acionada por um botão. Neste momento a solda pode ser extraída pelo sugador, mas ela precisa estar líquida. 8 SOLDAGEM DE COMPONENTES E MATERIAIS 169 1 2 3 4 5 Empurre o pistão Camisinha Aperte o botão Retire o ferro e o sugador ao mesmo tempo Fo xl ux (2 01 4) ; L ui z M en eg he l ( 20 14 ) Figura 121 - Processo de retirada de solda com sugador Fonte: Foxlux (2014) O reparador pode encostar tranquilamente a ponta do sugador na solda já líquida, dessa forma é que se consegue extrair a solda ruim. A malha de dessolda, tem a mesma característica e a mesma função do su- gador de solda, que é retirar a solda que não ficou bem feita ou que ficou com impurezas no momento da colocação. A diferença é que a malha de dessolda é utilizada em circuitos integrados e dessolda componentes pequenos, memórias, drivers, etc. Ba o (2 01 4) Figura 122 - Malha de dessolda Fonte: Bao (2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS170 FIQUE ALERTA Sempre que for utilizar o ferro de solda, certifique-se que o mesmo esteja em local seguro e apoiado em seu próprio suporte, desta forma você evita acidentes como queima da bancada e componentes, causar incêndios e até mesmo um curto circuito caso o cabo de energia esteja perto do ferro aquecido, que pode passar dos 600ºC. 8.1.5 DICAS DE SOLDAGEM Para evitar a solda fria, que é aquela solda em que os pingos ficam sem brilho e ganham um aspecto fosco, geralmente ocasionada por uma queda brusca de temperatura, do quente para frio na hora de secar o estanho, ou ocasionada por alguma impureza no local (pois, é uma questão de tempo para que esta solda possa romper e causar mau contato), você tem de observar o seguinte: sempre que for soldar um condutor elétrico ou um componente, limpe o local e aplique pasta ou fluido de solda, então leve a ponta do ferro de solda sobre a parte do componente a ser soldado e a placa, colocando o estanho diretamente sobre o lo- cal da trilha ou condutor a ser soldado, até que o mesmo preencha o local. Depois disso, corte a sobra do terminal do componente ao final da soldagem utilizando um alicate de corte. Para que você possa somar mais informações aos estudos, veja a imagem a seguir, que ilustra a forma que a solda deve ficar em uma placa de circuito. 321 654 pa lim pa le m ([ 20 -- ?] ); Lu iz M en eg he l ( 20 14 ) Figura 123 - Forma correta de aplicação de solda Fonte: do Autor (2014) 8 SOLDAGEM DE COMPONENTES E MATERIAIS 171 SAIBA MAIS Para que você possa conhecer mais sobre soldagem de com- ponentes eletroeletrônicos e algumas técnicas em geral, acesse a Internet e faça uma busca com as palavras-chave “técnicas de solda”. Se o que você for soldar é um condutor elétrico, encoste as duas extremidades do elemento condutor interno (geralmente cobre) sem enrolar um no outro. Apli- cando o estanho e cobrindo o local após a temperatura ter diminuído, com um tubo termo retrátil ou fita adesiva própria para isolamento. Para evitar a queima de placas e componentes, evite o contato do ferro de solda por muito tempo com os componentes e a placa, esse processo pode aca- bar por danificar certos componentes. Para soldar componentes como memórias, drivers e outros componentes, onde as trilhas ficam muito perto umas das outras, aplica-se o fluxo de solda com seringa, que irá fazer com que a solda fique somente nas partes metálicas da placa. 8.2 DESCARTE DE MATERIAIS A reciclagem está cada vez mais presente no cotidiano de uma oficina, com lixeiras identificadas para os descartes de certos materiais ocorrer dentro de em- presas em geral, oficinas, casas etc. Junto aos processos de descarte dos materiais para solda e dessolda de componentes ou materiais eletroeletrônicos é necessá- ria uma atenção redobrada na eliminação de certos materiais. Como você apren- deu anteriormente, alguns sistemas tem componentes com chumbo e ácido. As baterias e pilhas, usadas em determinadas placas, devem ser descartadas correta- mente e destinadas a empresas especializadas tanto na remoção destes materiais como na reciclagem deles. Muitos dos pontos comuns de reciclagem nas cidades não lidam com o lixo hospitalar, pilhas e baterias, e metais pesados. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS172 Fu se ([ 20 -- ?] ) Figura 124 - Reciclagem de circuitos eletrônicos Fonte: Thinkstock (2015) Quanto à reciclagem de metais pesados, um que deve receber especial aten- ção pelos profissionais automotivos é o descarte da solda, pois o estanho, como você já viu, na verdade também contém chumbo na composição, e portanto não pode ser descartado em qualquer lugar. Ele tem de ser armazenado em locais protegidos dentro da oficina, como em latões ou latas com tampa lacrada, para posterior remoção por empresas que fazem este tipo de coleta, para não causar danos à saúde do funcionários, dos clientes e não poluir o meio ambiente. A bl es to ck .c om ([ 20 -- ?] ) Figura 125 - Forma incorreta de descarte de materiais eletroeletrônicos Fonte: Thinkstock (2015) 8 SOLDAGEM DE COMPONENTES E MATERIAIS 173 Somente empresas especializadas conseguem fazer a extração do estanho do chumbo. Se o estanho não perder suas características básicas, ele pode ser reaproveitado. O mesmo acontece com o chumbo, mas apenas se no processo de fusão fracionada o estanho tiver baixo ponto de fusão, em torno de 231°C, e o chumbo em torno de 327°C, que permite esta separação. Outros métodos de reaproveitamento desses metais requerem adição de componentes químicos para realizar a separação desse material. Veja a seguir um exemplo de reaprovei- tamento de estanho na arte. A imagem mostra que até mesmo artistas fazem uso da reciclagem do estanho para criar obras de artes. D PH ([ 20 -- ?] ) Figura 126 - Obra de arte com utilização de estanho Fonte: Salazar (2014) Outros materiais como cobre eborracha são separados, recolhidos ou envia- dos por empresas de reciclagem de materiais comuns ou alguns tipos corrosivos, sem perigo de contaminação tóxica. Há ainda certos circuitos que consistem em uma placa ou componentes intei- riços, estes até empresas de eletrônica em geral compram como sucata, aprovei- tando assim quase que todo o material descartado, reutilizando a solda e os mais diversos componentes da placa. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS174 Infelizmente, ainda há empresas que descartam esse tipo de material em ater- ros sanitários misturando materiais eletroeletrônicos, e materiais pesados, a ou- tros materiais de lixo comum. Por isso, sempre que lidar com solda de estanho e componentes eletrônicos, no momento de fazer a limpeza do local utilizado, separe condutores, fitas isolan- tes, componentes eletrônicos e solda; descarte-os em com detentores adequados e locais demarcados para reciclagem e descarte, informando devidamente o que vai em cada recipiente. CASOS E RELATOS Central eletrônica Rafael tem uma oficina mecânica e há uns dois anos fez um curso de ele- trônica básica, no qual aprendeu a soldar e dessoldar componentes, mas foi no dia a dia da oficina que ele conseguiu aperfeiçoar a prática na sol- dagem de componentes eletroeletrônicos. As oficinas na região, quando estão com algum problema nas centrais de gerenciamento eletrônico, levam-nas para ele averiguar. Um dia desses, Rafael recebeu um veículo antigo, porém já dotado de um dos primeiros sistemas de injeção eletrônica vendidos no Brasil. O cliente relatou que sempre ao passar por lombadas e estradas esburacadas, seu carro falha- va, as vezes até chegava a apagar e não pegava mais, voltando a pegar somente quando já tinha esfriado. Iniciando algumas verificações, Rafael e seu ajudante refizeram todos os pontos de aterramento do veículo e as alimentações positivas, e o carro continuou a falhar, foi então que o reparador decidiu abrir a central ele- trônica para ver se teria algo de errado com ela, e foi realmente aí que se deparou com uma falha. Rafael descobriu que o motivo era uma solda fria que estava rachada, que, ao esquentar, diminuía a passagem de corrente elétrica. Ele viu, tam- bém, que o zinabre era tanto que chegou a atingir outros componentes. Fez, então, uma limpeza geral do circuito, tirou a solda velha e pôs uma nova. Com o problema resolvido e o cliente muito satisfeito com o baixo preço do conserto, já que a central eletrônica não precisou ser trocada, Rafael teve sua credibilidade aumentada. Graças ao seu conhecimento técnico e sua habilidade, ele pode solucionar o problema de forma a deixar todos muito satisfeitos. 8 SOLDAGEM DE COMPONENTES E MATERIAIS 175 RECAPITULANDO Mais uma vez você pode observar que a área relacionada ao diagnóstico automotivo é muito ampla e atinge os mais diversos trabalhos e tipos de mão de obras possíveis. Seus estudos lhe mostraram como é importante conhecer e dominar os processos de soldagem dos componentes eletro- eletrônicos e outros materiais para adaptações, manutenções e reparos de determinados componentes. Tudo que você viu, os cuidados básicos que deve tomar com alguns EPIs no momento de determinados processos, e como deve ser o descarte de alguns materiais altamente prejudiciais ao meio ambiente a ao ser huma- no, deve estar presente em sua mente sempre que estiver trabalhando No próximo capítulo, você estudará sobre segurança no trabalho, verá como é importante organizar o local de trabalho e manusear correta- mente os materiais empregados na reparação automotiva, e aprenderá também quão importante é a questão de saúde ocupacional. Você tam- bém poderá observar como e por que os acidentes de trabalho aconte- cem, e como é perigoso trabalhar com conversas e brincadeiras paralelas na hora do trabalho. Você verá que algumas empresas, e às vezes, os co- laboradores, não levam a sério ou não entendem o perigo de trabalhar sem os equipamentos de proteção individual. Por fim, você vai receber informações sobre a CIPA, a Comissão Interna de Prevenção de Aciden- tes, e seu importante papel junto às empresas, sejam elas de pequeno ou grande porte. 9 Segurança no Trabalho Uma questão importante em uma oficina mecânica é o uso de boas práticas em relação à organização do local de trabalho, o manuseio correto dos materiais e a saúde ocupacional. Muito importantes são a consciência sobre acidentes de trabalho, os equipamentos de pro- teção coletiva e individual, e a atuação da CIPA, que a maioria das pessoas sabe que existe, mas não sabe para que serve. Veja agora como fazer a organização da oficina, do ferramental e de equipamentos como elevadores, macacos e afins. Ao finalizar seus estudos neste capítulo, você estará apto a: a) disseminar técnicas de organização do ambiente de trabalho; b) identificar processos de manuseio de materiais empregados na manutenção de sistemas eletroeletrônicos automotivos; c) definir ações que reduzam ou evitem a ocorrência de acidentes de trabalho; d) compreender a importância dos cuidados com a saúde ocupacional bem como o objetivo da CIPA na estrutura de uma empresa. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS178 9.1 ORGANIZAÇÃO DO LOCAL DE TRABALHO A organização do local de trabalho começa nos primeiros momentos do dia, antes de abrir a oficina, que é quando os funcionários devem verificar se ela está limpa e organizada, para evitar que esse serviço seja feito quando o cliente estiver entrando na oficina. Depois da oficina limpa, organizada e bem sinalizada, os funcionários devem organizar os carrinhos de peças usados nos serviços em veículos, equipados com quatro rodas, e espaço de, no mínimo, duas bandejas para separação de ferra- mentas e peças. Cada mecânico deve ter seu carrinho equipado com todas as peças de uso comum, como chaves de fenda, chaves Philips, chaves torques, chaves de boca, chaves combinadas, martelos, marretas, cabos de força, chave Allen dos mais va- riados tipos e tamanhos. Os elevadores devem estar organizados de maneira a facilitar o serviço na ofi- cina, prezando a agilidade na hora de colocar e retirar um veículo do mesmo, e é claro, eles devem ter a capacidade para atender os veículos que serão trabalha- dos. Os elevadores devem possuir algumas sapatas de borrachas de variados tipos, pois, veículos como os Off Roads e os SUVs, que possuem suspensão elevada, e geralmente contém proteções plásticas nas caixas de ar, requerem sapatas mais elevadas que as originais dos elevadores para poderem preservar intactas suas características. Outra questão de suma importância é o lixo produzido na oficina: separá-lo em latões é uma ótima alternativa para conseguir manter a oficina limpa e já man- ter separados os tipos de materiais que irão para a reciclagem. Identificar os latões em cores ou em placas como ferro, plástico, vidro, papel, e estopas, e lembrar-se do mais importante, que é manter separado o lixo contami- nado, vai agilizar o andamento dos serviços. O lixo contaminado é o pior lixo de se organizar; os mecânicos sempre têm dúvidas de como separá-lo corretamente e muitas vezes, por pressa, os colocam nos latões errados, contaminando o que não estava contaminado. Não menos importante é o papelão, cujo destino é de muita importância, pois os papelões de uma oficina estão sempre manchados com óleo e com graxa, e podem acabar entupindo bocas de lobo, e se infiltrando no lençol freático e po- luindo rios, bacias locais e até o oceano 9 SEGURANÇA NO TRABALHO 179 Quando uma oficina mecânica se preocupa com a natureza, a empresa que recolhe o lixo, a comunidade e o meio ambiente agradecem. A questão da organização da oficina, os resíduos produzidos por ela e sua or- ganização refletem diretamente na qualidade do serviço oferecido, mas lembre- -se, nem sempre uma oficina bem arrumada e organizada realiza um serviço bem feito, e nem toda oficina desorganizada oferece um serviço mal feito. O que ga- ranteum serviço bem feito é o trio organização, conhecimento técnico e profis- sionalismo. FIQUE ALERTA De nada adianta ter uma oficina limpa, bonita e muito bem organizada se o bem mais precioso de uma oficina, que sem dúvidas é o cliente, sair de lá insatisfeito. Trate muito bem seu cliente, ofereça pequenos mimos, como uma sala aconchegante, com televisão, internet, ar condicionado, afinal, ele é a razão do sucesso da sua ofici- na. Se você não puder oferecer nada disso ao cliente, ofe- reça, no mínimo, uma cadeira confortável para que possa esperar descansadamente enquanto seu veículo estiver sendo consertado. Depois de estudar sobre a organização do local de trabalho, você estudará as formas corretas de manuseio de materiais e ferramentas. Preste atenção, esse assunto é muito importante. 9.2 MANUSEIO DE MATERIAIS O manuseio de materiais está diretamente ligado aos cuidados que um profis- sional reparador deve ter ao realizar qualquer tipo de serviço na oficina. Os cuidados básicos ao manusear qualquer peça ou ferramenta são funda- mentais; são esses cuidados que preservam a vida e a saúde do profissional. Cabe ao próprio profissional adotar as boas práticas de manuseio de ferramentas e pe- ças. Quando um profissional precisa trabalhar com ferramentas pesadas, do que ele precisa? Confira a seguir. Para trabalhar da melhor maneira usando ferramentas e maquinários pesa-dos e complexos, até mesmo um elevador automotivo, cuja função é ser movimenta- do para cima e para baixo, requer muita atenção. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS180 Um elevador automotivo pode levantar e baixar até 5 toneladas, isso quer di- zer que se por algum motivo você não encaixar as sapatas de forma correta e equilibrada, o veículo pode desabar lá de cima, gerando um enorme prejuízo e, possivelmente, uma fatalidade. Parta sempre do princípio que, quando se trabalha em oficinas mecânicas, ne- nhum equipamento é 100% seguro. Um profissional deve se atentar a todos os riscos inerentes a sua profissão. Para que os riscos sejam minimizados, apesar de sempre presentes, faz-se ne- cessária a observação estrita das regras de segurança. A observação dessas re- gras, na verdade é muito simples, e com o tempo tornam-se tão habituais, tão normais, que o profissional nem se dá conta que elas já entraram definitivamente na rotina da oficina. Ao lidar na oficina mecânica é indicado o uso de luvas. Há luvas de diferentes materiais para contato com cada tipo de produto, seja ele quente ou frio. Para trabalhar com ferramentas e parafusos, as mais indicadas são as luvas de algodão, que além de mais maleáveis, não tiram tanto o tato do mecânico no trato com pequenas peças. Para trabalhar com peças quentes, as mais indicadas são luvas de vaqueta, fei- tas de couro de bovinos, um material espesso que, dependendo da temperatura, permite trabalhar tranquilamente com ela sem que o funcionário se queime. Lembre-se, também, dos sapatos e da calça comprida. Oficina não é lugar de chinelo de dedos e bermuda. De preferência, vista uma calça e um jaleco de brim que não gruda e é fácil de tirar quando acontece algum problema. Para se trabalhar com materiais como soldas e outros, o indicado são as luvas de raspa de couro, e o mais interessante é que esses materiais estão evoluindo junto com a indústria, adequando-se às necessidades de cada setor. CURIOSIDADE Veja o vídeo disponível no endereço a seguir e acompanhe a evolução dos equipamentos de pro- teção. Ele mostra as primeiras luvas, que eram de algodão, e as mais recentes, de diversos materiais mais tecnológicos. Você poderá ver como a tecno- logia pode proteger o trabalhador mesmo quando a luva está literalmente em chamas. Disponível em: . 9 SEGURANÇA NO TRABALHO 181 9.3 SAÚDE OCUPACIONAL A saúde do trabalhador é algo muito importante, mas apesar disso, muitas ofi- cinas não têm uma clínica ou um plano de saúde para seus colaboradores. Muitos proprietários ignoram que há a necessidade de se fazer um controle ocupacional da saúde de seus colaboradores. A seguir você vai entender o que esse conceito quer dizer. O controle ocupacional tem por objetivo principal a preservação da saúde do colaborador, por meio da realização e acompanhamento dos resultados de exa- mes médicos obrigatórios de acordo com as atividades desenvolvidas na empre- sa. Alguns exames médicos são obrigatórios: admissional, periódico, mudança de função, retorno ao trabalho e demissional. a) Admissional: exame realizado antes que o trabalhador assuma suas funções, deve acontecer na contratação do colaborador, preferencialmente antes do primeiro dia de trabalho. b) Periódico: esse exame é realizado periodicamente, conforme prevê a NR 7, para avaliar as condições não só do trabalhador, mas também as condições de trabalho que ele desempenha. c) Retorno ao trabalho: exame realizado obrigatoriamente no 1°dia de retorno aos trabalhos, por exemplo, depois de ter sido afastado por doença, por um acidente de trabalho ou outro acidente fora das imediações do trabalho, por período igual ou superior a 30 dias. (Vale a pena prestar atenção nos perío- dos). d) Mudança de função: exame realizado antes da data da mudança de função, desde que implique a exposição do trabalhador a risco diferente a que ele estava submetido anteriormente. e) Demissional: exame realizado até a data da homologação da dispensa do trabalhador (no sindicato ou não), entretanto, se nos últimos 90 dias tenha sido efetuado o exame médico ocupacional, não será preciso proceder com o exame demissional. Mesmo assim, muitas empresas preferem fazê-lo (o último exame por responsabilidade da empresa), apenas por garantia. A importância desses exames é a segurança do trabalhador diante da empresa e da sociedade. Mas o que não adianta é o funcionário chegar na frente do médi- co, estando com dores ou problemas na coluna, por exemplo, e não dizer nada. Esses exames são feitos para avaliar a saúde do trabalhador periodicamente, mes- mo que em algumas empresas sejam feitos apenas uma vez por ano, dependen- do do tipo de serviço que o trabalhador desempenha. Se o local de trabalho for uma oficina mecânica, um ano é a média de intervalo desses exames periódicos. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS182 SAIBA MAIS No site citado a seguir você encontrará mais informações sobre saúde ocupacional; trata-se de um site do Ministério da Saúde, que contém outras informações pertinentes à saú- de do trabalhador. Disponível em: . No próximo passo você estudará como se prevenir contra acidentes de traba- lho, preservando assim sua saúde física e psicológica. 9.3.1 ACIDENTES DE TRABALHO “Acidente de trabalho”, como o próprio nome sugere, é motivo de preocu- pação, certo? Certíssimo, pois indica que ou as condições no trabalho não eram ideais ou levaram a um acidente, ou que o trabalhador não observou as regras de segurança do trabalho. De um jeito ou outro, acidente de trabalho é sempre preocupante. Em termos de legislação, acidente de trabalho é aquele que acontece no exer- cício da função a serviço da empresa, provocando lesão corporal ou perturbação funcional que cause a morte, a perda ou redução, temporária ou permanente, da capacidade de trabalho. Para um acidente de trabalho acontecer não é difícil, até mesmo a uma pessoa que não trabalha em uma oficina mecânica, mexendo em tudo que não conhece, pode causar um acidente qualificado como acidente de trabalho. Uma pessoa curiosa tem mais chances de sofrer um acidente de trabalho do que uma pessoa treinada, que sabe trabalhar com os equipamentos da oficina. É necessário que uma pessoa que queira trabalhar em oficinas mecânicas re- ceba um treinamento mínimo necessário para trabalhar sem causar acidentes pessoais. O treinamento de um colaborador dever ser feito de maneira objetivae clara. Todos os equipamentos de uma oficina mecânica devem ser mostrados, para que o novo funcionário saiba como funcionam, em que botões mexer, onde se pode ou não colocar as mãos, e como sua manutenção deve ser feita. Exemplos de equipamentos: uma lixadeira, uma máquina de corte e desbaste, a máquina de limpeza de peças. A máquina de limpeza de peças é, na verdade um exemplo clássico de má utilização, pois exige o uso de um fluido de limpeza específico, ou então, de querosene; mas o que acontece em algumas oficinas é que usam gaso- lina, confrontando diretamente as prescrições do fabricante. 9 SEGURANÇA NO TRABALHO 183 Em um treinamento sério, deve ser explicado ao novo colaborador que proble- mas podem ser gerados pelo uso incorreto de certas máquinas ou equipamentos, como um elevador automotivo, um jacaré, uma parafusadeira pneumática, que dependendo da sua capacidade, pode chegar a 100 Bar de pressão/força. Algumas orientações importantes são: • Para a limpeza ou lavação de peças, use sempre avental de proteção. • Para que o trabalho seja realizado de forma correta e segura, use sempre ferra- mentas que NÃO estejam enferrujadas. • No uso dos elevadores automotivos, certifique-se que as sapatas estejam bem encaixadas na parte inferior do mesmo, nos lugares já determinados pelo fabri- cante. • Para se trabalhar corretamente com peças que tenham sujeira, resíduos, graxas e óleos, use sempre luvas indicadas para cada tipo de serviço. Se não tiver uma para cada tipo, pelo menos use a que estiver disponível, mas informe seu super- visor que a lei exige luvas especializadas para cada tipo de serviço. • No uso da esmerilhadeira, nunca retire a capa de proteção, pois essa pequena peça evita que pedaços de ferro ou outros resíduos machuquem seus olhos. E os óculos NÃO devem ser substituídos nesse momento. • Use sempre os óculos de proteção. • Use sempre os sapatos de proteção. • Use sempre o protetor auricular. • Use sempre o jaleco de proteção. • Use sempre as calças compridas. • Adote boas práticas de proteção durante a execução de qualquer serviço. Sempre que um trabalhador é acometido por um acidente de trabalho, ele deve passar por órgãos do governo para averiguação de sequelas físicas, haven- do ou não, conforme o caso, a necessidade de perícia médica. Em casos graves, talvez haja a necessidade de o colaborador ser aposentado por invalidez. SAIBA MAIS Neste site você verá mais sobre acidentes de trabalho, e so- bre direitos e deveres do patrão e empregado. Leia e veja o quanto isso é importante: . FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS184 O mais importante é que depois que você aprende a usar os equipamentos de proteção com o intuito de prevenir acidentes e não gerar problemas no local de trabalho, você incorpora a segurança em sua vida também, aplicando essas práti- cas de segurança em qualquer ambiente e em qualquer atividade que for realizar, no trabalho ou fora dele. Acidentes acontecem, são imprevisíveis, e você deve estar sempre atento, pre- vendo situações de perigo que podem causar danos irreversíveis. Preste atenção! Nesse item você estudou sobre saúde ocupacional, e aprendeu que exames periódicos devem ser feitos de tempos em tempos, visando a melhoria da saú- de do trabalhador e a prevenção de doenças, a seguir, você estudará sobre os Equipamentos de Proteção, tão necessários e importantes em qualquer tipo de serviço. 9.3.2 EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO Como já deve ser de seu conhecimento, não se pode sair aí trabalhando de qualquer maneira, sem um equipamento de segurança, pois os riscos eminentes são enormes e o profissional pode se machucar seriamente. Sabe-se que para cada tipo de serviço existem EPIs específicos. Esses equi- pamentos de segurança não podem ser usados em qualquer lugar. Eles foram implementados e regulamentados para serem utilizados na realização de tarefas profissionais. A seguir você conhecerá os Equipamentos de Proteção Individual necessários em uma oficina mecânica, para que possa desempenhar suas funções da melhor maneira possível, sem se machucar e sem colocar em risco a saúde de terceiros. Começando pela proteção dos pés: o sapato de proteção é um item indispen- sável. Além de ter a função de proteger os pés do trabalhador contra objetos pe- sados e pontiagudos, ele também deve ser confortável, para que o funcionário se sinta bem e possa ficar com o calçado o dia inteiro. 9 SEGURANÇA NO TRABALHO 185 Fa br ic a de U ni fo rm es (2 01 4) Figura 127 - Sapato de proteção Fonte: Thinkstock (2015) O próximo item, também muito importante para a segurança do profissional, é a calça comprida, essa proteção evita que algum objeto quente, uma fagulha proveniente dos processos de solda ou corte, por exemplo, respingue e grude nas pernas do operador, evitando assim queimaduras. Fa br ic a de U ni fo rm es (2 01 4) Figura 128 - Calça de proteção-comprida Fonte: Embu...(2014) FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS186 O jaleco de proteção é uma peça muito importante, mas geralmente é usada apenas no inverno. Ela é responsável por proteger o corpo do trabalhador em suas funções na oficina. Mesmo sendo usado como parte do uniforme, deve ser usado sempre que o profissional estiver dentro da oficina, independente se está trabalhando ou não. Fa br ic a de U ni fo rm es (2 01 4) Figura 129 - Jaleco de proteção Fonte: Thinkstock (2015) Como você já estudou anteriormente, outro equipamento de proteção muito importante é a luva, que muitas vezes não é usada por ser considerada incômoda e reduzir a sensibilidade do tato, mas as normas determinam que seja usada sem- pre, em todas as ocasiões, para proteger as mãos do trabalhador. A maioria das pessoas que não usa luva, não tem ideia dos problemas que podem ocorrer ao não usá-la. 9 SEGURANÇA NO TRABALHO 187 Para quem trabalha apenas com graxa e óleos, é indicada uma luva cujo teci- do, ou material, apresente resistência a produtos químicos, como as luvas de bor- racha nitrílica, muito maleável e confortável. Esta luva pode ser vista observando a figura a seguir. Ba o (2 01 4) Figura 130 - Luva de proteção contra óleos e graxa Fonte: Bao (2014) Há também luvas de proteção para quem trabalha apenas com peças quentes, (em torno dos 70 graus); para temperaturas acima disso, há outras. As luvas de vaqueta (apresentadas na próxima figura) oferecem a resistência adequada para determinadas funções como, carregar cabeçotes ou blocos de motor quentes, provenientes de retíficas ou processos de solda. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS188 Sa fe ty P ra do (2 01 4) Figura 131 - Luva de proteção de vaqueta Fonte: Thinkstock (2015) Para oficinas que trabalham com feixes de molas, um trabalho que além de pesado expõe o colaborador a lâminas afiadas e perigosas, as luvas devem ser anticorte. Geralmente essas luvas são confeccionadas com fios de kevlar (material mais leve que o algodão e tão resistente quanto o aço). Observe os detalhes desta luva na figura a seguir. Se ns ay ([ 20 -- ?] ) Figura 132 - Luvas de proteção de anticorte Fonte: Thinkstock (2015) 9 SEGURANÇA NO TRABALHO 189 Outra proteção que normalmente fica esquecida no armário ou nas gavetas da oficina são os óculos de proteção, item de importância imensurável. Os óculos podem livrar o profissional literalmente da cegueira, só que esse fato não é leva- do a sério. Preste atenção, sempre que você for trabalhar com qualquer tipo de material que tenha que fazer uma limpeza, raspagem, corte ou desbaste, use sempre ócu- los de proteção; eles são a única garantia de que algum objeto não perfure seus olhos. Veja um modelo de óculos de proteção na figura a seguir. Ba o (2 01 4) Figura 133 - Óculos de proteção Fonte: Bao (2014) Um item de proteção pouco usado nas oficinas mecânicas são os protetores auriculares,pequenos protetores dos ouvidos, feitos de silicone, de baixo custo, e que não atrapalham, mas cuja garantia de sucesso é sentida a longo prazo. Em exames de audiometria, que, aliás, devem ser realizados periodicamente, observa-se que um profissional perde parte de sua audição em trabalhos realiza- dos em oficinas mecânicas, com barulhos muito altos como veículos acelerando, serras elétricas funcionando, compressores alocados em locais incorretos, pesso- as falando alto, telefones tocando a todo o momento etc. Em geral, os profissio- nais nem se dão conta da quantidade de ruídos que os rodeia durante o horário de trabalho, por isso ignoram o uso dos auriculares. Seu uso deveria ser perma- nente e obrigatório durante o horário de trabalho. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS190 Ba o (2 01 4) Figura 134 - Protetor auricular Fonte: Bao (2014) O uso dos EPIs é uma questão de segurança, cabe a você, como futuro pro- fissional da área, exigir seus EPIs antes mesmo do início de suas funções como colaborador em uma empresa. Preste muita atenção, se você não usar os equipamentos de proteção correta- mente quem sairá perdendo é você! CASOS E RELATOS Problemas de Audição Antônio é um mecânico com algum tempo de profissão. Ele é um profis- sional dedicado ao serviço e à empresa que trabalha. Há algum tempo Antônio vem reclamando ao seu patrão que está tendo problemas em ouvir seus colegas de trabalho, e que isso está gerando certo desconforto. Seu patrão disse-lhe que não sabia o que poderia ser, pois, não era médico, e encaminhou Antônio a um especialista. 9 SEGURANÇA NO TRABALHO 191 Chegando lá, Antônio foi encaminhado a uma sala de audiometria para fazer um teste. Com ele, Antônio saberia se estava com algum problema. O laudo médico informou que os ouvidos de Antônio sofreram muito com o som alto e os barulhos provenientes do ambiente de trabalho, resulta- do que deixara o mecânico espantado. Isso indicava que, provavelmente, Antônio nunca usara qualquer equipamento de proteção auricular. Concordando com as conclusões do médico, Antônio foi para casa na- quele dia muito entristecido, pois ficara sabendo que já atingira um es- tágio de surdez que não tinha projeção de cura e que, se não se cuidasse rigorosamente daquele dia em diante, poderia ficar surdo bem antes da velhice. No dia seguinte Antônio pediu ao patrão os equipamentos de proteção auriculares, mas o patrão fez uma afirmação estarrecedora: Eu sempre lhe ofereci os protetores auriculares, mas você é que não quis usá-los, sempre me dizendo que atrapalhavam e eram feios. Você não se lembra mais disso? Mesmo um pouco tarde, Antônio convenceu-se de que é melhor traba- lhar se sentindo meio atrapalhado pelos auriculares, até se acostumar completamente com eles, do que ter que se acostumar com a realidade de uma progressiva surdez, que vai atrapalhá-lo para o resto de sua vida.. 9.4 COMISSÃO INTERNA DE PREVENÇÃO DE ACIDENTES (CIPA) A Comissão Interna de Prevenção de Acidentes - CIPA é um grupo forma- do por colaboradores selecionados, responsável por desenvolver as ações que melhoram as condições ambientais e de trabalho dos colaboradores em geral. Essa comissão tem a finalidade de prevenir acidentes e doenças decorrentes do processo de trabalho a que os trabalhadores estão expostos. As ações da CIPA são amparadas pela Lei 6.514 de 1977, portaria 3.214, de 08 de junho de 1978, do Ministério do Trabalho, por meio da Norma Regulamenta- dora n° 5, conhecida como NR5. O objetivo principal da CIPA é a prevenção de acidentes e doenças decorren- tes do trabalho desenvolvido pelo colaborador, de modo a tornar o trabalho com- patível com a preservação da vida e a promoção de sua saúde. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS192 Essa comissão é formada por representantes de empresas e representantes dos colaboradores, em iguais formas e quantidades, em mandatos de um ano de duração. Que tipo de empresa necessita de CIPA? Devem possuir a CIPA empresas privadas, públicas, sociedades de economia mista, órgãos da administração direta e indireta, instituições beneficentes, asso- ciações recreativas, cooperativas e outras instituições que admitam trabalhado- res como empregados, ou seja, onde se configure vínculo empregatício. Quais as principais atribuições da CIPA? a) Elaborar o mapa de riscos, identificando os riscos do trabalho. b) Elaborar um plano de ação que facilite a atuação preventiva dos participan- tes solucionando problemas de Segurança e Saúde no Trabalho (SST). c) Promover anualmente, em conjunto com o SESMT, a Semana Interna de Pre- venção de Acidentes do Trabalho (SIPAT), familiarizando os colegas com a missão da CIPA. Quais são as obrigações por parte da empresa? Garantir meios seguros necessários para o desempenho das atribuições da CIPA, garantindo tempo e condições suficientes para a realização das tarefas constantes no plano de ação, facilitando o trabalho e a interação de novos cola- boradores. Quais são as obrigações por parte dos colaboradores? Participar ativamente da eleição de seus representantes e sucessores, colabo- rando com a gestão atual da CIPA, indicando as situações de riscos eminentes e apresentando sugestões para melhoria das condições de trabalho, citando pos- síveis melhoras que sirvam como solução positiva aos problemas apresentados. 9 SEGURANÇA NO TRABALHO 193 RECAPITULANDO Nesse capítulo você estudou sobre Segurança no Trabalho, que, inicialmen- te, abordou o tema organização do local de trabalho, e lhe ensinou formas de organizar o ambiente para que o trabalhador possa circular livremente e receber seu cliente adequadamente. Você também estudou como proceder corretamente no manuseio de materiais, tanto na substituição de peças e serviços, quanto no manuseio de equipamentos e ferramentas da oficina. Ele também alertou sobre os acidentes de trabalho, que podem ser, desde uma leve escoriação à uma grave sequela permanente. Como você pôde no- tar, de nada adianta saber trabalhar se não for atento, responsável e cuidados. Esse capítulo também alertou sobre os acidentes de trabalho, que podem ser de uma leve escoriação à uma grave sequela permanente. Como você pôde notar, de nada adianta saber trabalhar se não for atento, responsável e cuidadoso. No momento em que você estudou sobre os EPIs, aprendeu que não pode tra- balhar tranquilamente sem usar os equipamentos de proteção individual corre- tos. E viu que, em geral, as empresas disponibilizam esses protetores, mas você também deve exigi-los, para garantir a segurança de todos colaboradores. O intuito das normas de padronização de mão de obra e trabalho é cons- cientizar os trabalhadores a usarem equipamentos de proteção individu- al, participarem da CIPA, e se tornarem membros ativos dessa comissão, que funciona como uma ferramenta que organiza e qualifica setores de risco e formas corretas de trabalho e prevenção contra acidentes. Você também conheceu o papel que a CIPA - Comissão Interna de Preven- ção de Acidentes – exerce um papel fundamental em esclarecer e divulgar informações pertinentes a todos os trabalhadores, alertando-os quanto as suas funções, seus direitos e deveres, visando a prevenção de acidentes e preservando a vida. REFERÊNCIAS AWESOME PROJECTS. Diodos. 09 mar. 2011. Disponível em: . Acesso em: 12 set. 2014. BAO, E. L. Caneta de teste de polaridade automotiva. 2014. Fotografia. ______. E. L. Cores padrão de fusíveis. 2014. Fotografia. ______. E. L. Luva de proteção contra óleos e graxa. 2014. Fotografia. ______. E. L. Multímetro automotivo. 2014. Fotografia. ______. E. L. Óculos de proteção. 2014. Fotografia. ______. E. L. Osciloscópio automotivo. 2014. Fotografia. ______. E. L. Pontas de ferro de solda limpa e suja. 2014. Fotografia. ______. E. L. Potenciômetro. 2014. Fotografia. ______. E. L. Protetor auricular. 2014. Fotografia. ______. E. L. Regulador de tensão.2014. Fotografia. ______. E. 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Disponível em: . Acesso em: 02 ago. 2014. MINICURRÍCULO DOS AUTORES Maicon de Oliveira Pereira é graduado pelo Centro Universitário Leonardo da Vinci (UNIASSEL- VI), em 2007, e técnico em Manutenção Automotiva pelo SENAI, em 2013. Atua como consultor técnico da empresa Doutor-ie Tecnologia Automotiva, desde 2009, no departamento de aten- dimento técnico a reparadores automotivos para soluções e desenvolvimento de tecnologia da informação para diagnóstico automotivo. Sergio Augusto Quevedo Schervenski Filho é Técnico em Manutenção Automotiva pelo SE- NAI, em 2014. É professor conteudista no SENAI/SC – São José onde tem desenvolvido diversos materiais didáticos para qualificação na área Automotiva. Possui experiência profissional como mecânico há cinco anos. ÍNDICE A ABNT, 153, 156 ABS, 62, 102, 141, 147 Acidente de trabalho, 181, 182, 183 Ácido Sulfúrico, 124 ACT, 65 Água, 16, 17, 36, 40, 46, 48, 79, 100, 124, 125 Airbag, 20, 62, 102, 141, 147 Alternador, 6, 7, 10, 54, 57, 100, 107, 108, 109, 110, 123, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 142, 143, 147, 197, 199, 200 Ampere, 17, 18, 125 Ânodo, 55, 56, 58, 107 Atuador, 46, 145 B Bateria, 7, 10, 20, 22, 33, 47, 48, 53, 79, 88, 95, 98, 100, 104, 106, 115, 123, 124, 125, 126, 127, 132, 133, 134, 136, 138, 142, 143, 144, 146 Bobina de campo, 129, 134, 135, 137 Bobina de ignição, 80, 99 C CAN, 20, 122, 141, 143, 145, 146, 148, 198 Capacitância, 24, 25, 43 Capacitor, 5, 9, 42, 43, 44, 45, 96, 104, 132, 159, 197 Carga, 7, 10, 11, 15, 16, 30, 31, 42, 43, 44, 74, 77, 109, 113, 122, 123, 124, 125, 126, 132, 199 Cátodo, 55, 56, 58, 107 Chicote elétrico, 5, 50, 51 Chumbo, 46, 124, 164, 165, 166, 169, 170, 171 CIPA, 10, 12, 25, 174, 177, 191, 192, 193, 195, 199 Circuito, 5, 6, 7, 9, 19, 20, 25, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 39, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 52, 53, 54, 56, 57, 59, 60, 61, 63, 64, 65, 67, 68, 69, 71, 72, 73, 79, 81, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 97, 98, 101, 102, 104, 106, 107, 108, 109, 110, 113,114, 115, 116, 117, 118, 119, 122, 123, 125, 132, 133, 136, 137, 138, 159, 160, 163, 164, 168, 173, 196, 198, 199, 200 Circuito em paralelo, 6, 9, 90, 91, 92, 94 Circuito em série, 6, 9, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 98, 115 Circuito misto, 6, 94 CKP, 69 Condutor, 5, 9, 17, 18, 19, 25, 38, 40, 45, 48, 49, 50, 51, 68, 80, 86, 98, 107, 114, 115, 120, 121, 134, 145, 146, 147, 149, 159, 169 Continuidade, 20, 24, 25, 132, 146, 147 Corrente alternada, 6, 44, 54, 56, 71, 74, 95, 104, 106, 107, 108, 132, 198 Corrente contínua, 42, 44, 54, 95, 104, 106, 132, 198 Corrente elétrica, 6, 9, 16, 17, 18, 30, 31, 32, 33, 44, 46, 47, 51, 54, 55, 56, 61, 87, 89, 91, 94, 106, 110, 124, 125, 133, 136, 141, 173 CTS, 67 D DDP, 18, 19, 33 Descarte de materiais, 7, 10, 169, 171 Diagrama, 5, 6, 7, 9, 31, 33, 34, 35, 45, 55, 57, 95, 97, 98, 102, 103, 106, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 122, 132, 133, 198 Dielétrico, 43 Diodo, 5, 44, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 82, 96, 105, 106, 107, 109, 110, 196, 197 Diodo Zener, 5, 54, 56, 57, 82, 96, 105 E ECM, 42 Eletricidade, 9, 11, 15, 18, 27, 30, 141, 195, 196 Eletrobomba, 52, 79 Eletroeletrônica, 20, 29, 54 Eletroválvula, 61, 78 Eletroventilador, 31, 32, 33 EPIs, 12, 174, 184, 190, 193 Equipamentos, 10, 11, 15, 16, 20, 23, 25, 26, 47, 48, 50, 86, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 149, 159, 160, 162, 163, 166, 174, 177, 180, 182, 183, 184, 186, 190, 191, 193, 197, 203 Esquema elétrico, 97, 98, 101, 102, 137 Estanho, 7, 160, 162, 163, 164, 165, 166, 168, 169, 170, 171, 172 Estator, 7, 130, 132 F Faróis, 6, 9, 18, 31, 37, 40, 62, 99, 115, 116, 120, 121, 146, 148 Ferro de solda, 7, 10, 160, 161, 162, 163, 164, 168, 169, 195 Fluxo de solda, 166, 169 Frequência, 24, 25, 38, 45, 54, 58, 60, 116, 117, 166 Fusível, 9, 31, 46, 47, 97, 105, 106 G Grandezas elétricas, 9, 11, 15, 16, 18, 19, 25, 27 H Hall, 6, 71, 72, 198 HEGO, 77 I IAT, 42, 200 Iluminação, 6, 9, 11, 40, 48, 88, 90, 98, 99, 102, 103, 104, 113, 114, 122, 148, 197, 200 Indutor, 7, 9, 32, 45, 78, 96, 104, 130 Induzido, 7, 79, 129, 131, 134, 135, 136, 137 Injeção eletrônica, 20, 26, 62, 74, 76, 79, 85, 113, 143, 173, 196 L LDR, 5, 40, 41, 195, 196 LED, 7, 20, 21, 32, 58, 59, 96, 105, 119, 148 Lei de Kirchhoff, 9, 15, 19 Lei de Ohm, 9, 15, 17, 18, 19, 27, 87, 88, 92, 93, 94, 200 Luz de freio, 6, 99, 116, 118, 119 Luz de marcha a ré, 6, 118 Luzes de direção, 6, 9, 37, 116, 117 M MAP, 62, 64, 198 Motor, 6, 7, 26, 30, 31, 33, 40, 41, 42, 46, 48, 51, 52, 57, 60, 62, 63, 64, 67, 68, 71, 74, 75, 76, 77, 78, 97, 99, 100, 102, 105, 106, 113, 122, 123, 126, 128, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 142, 143, 144, 147, 187, 196, 198, 199, 200 Motor de partida, 7, 30, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 147, 196, 199 Multímetro, 5, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 81, 87, 88, 94, 109, 146, 195, 199 N Normas técnicas, 10, 12, 147, 151, 152, 153, 154 NPN, 60, 61 NTC, 41, 67, 198 O Ohm, 9, 11, 15, 17, 18, 19, 27, 51, 87, 88, 92, 93, 94, 200 Onda, 5, 6, 44, 54, 58, 59, 73, 106, 132, 198 Osciloscópio, 5, 20, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 195, 198 P Painel, 7, 9, 26, 46, 61, 89, 99, 121, 122, 130, 133, 145 Partida, 7, 10, 11, 19, 26, 30, 79, 98, 106, 113, 123, 125, 126, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 147, 196, 199 Pasta de solda, 7, 165 Piezoelétrico, 74, 75 PNP, 60, 61 Polaridade, 5, 20, 21, 25, 26, 27, 30, 31, 82, 124, 195 Polo, 48, 88, 106 Ponte de Wheatstone, 63, 65 Ponte retificadora, 9, 82, 106, 107, 108, 109, 123, 130, 131 Potência elétrica, 9, 17 Potenciômetro, 5, 6, 38, 39, 40, 68, 69, 195, 196, 199 PTC, 41, 195, 200 PWM, 144 R Recarga, 7, 10, 11, 113, 122, 123, 125, 126, 138 Recarga lenta, 125, 126 Recarga rápida, 126 Reciclagem, 7, 169, 170, 171, 172, 178 Regulador de tensão, 7, 57, 131, 132, 195 Relé, 5, 6, 9, 31, 51, 52, 53, 59, 96, 100, 105, 115, 116, 119, 120, 199 Resistência elétrica, 5, 9, 17, 18, 19, 32, 37, 51, 88 Resistência equivalente, 87, 88, 91, 92, 94, 110 Resistor, 5, 9, 31, 32, 33, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 44, 59, 67, 69, 87, 88, 93, 94, 95, 98, 104, 197 Retificador, 5, 44, 54, 56 Rotor, 7, 129, 130, 131, 132, 133, 134 S Saúde ocupacional, 10, 174, 177, 181, 182, 184, 193 Semicondutor, 5, 31, 35, 39, 41, 55, 56, 57, 59, 61, 66, 72, 107, 110, 196 Sensor, 5, 6, 37, 41, 42, 50, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 81, 100, 145, 146, 195, 198, 199, 200 Sensor de detonação, 6, 74, 75, 195 Sensor de fase, 6, 71, 72, 73 Sensor de Oxigênio, 50, 76, 77, 198 Simbologia, 5, 6, 9, 40, 55, 56, 60, 61, 69, 71, 85, 95, 101, 106, 197 Sinalização, 9, 11, 113, 114, 148 Solda fria, 164, 168, 173 Soldagem, 10, 12, 159, 160, 161, 164, 166, 168, 169, 173, 174 Sonda lambda, 6, 26, 37, 76, 78, 198, 199, 200 Sulfatação, 125 T Tensão alternada, 29 Tensão contínua, 29 Tensão elétrica, 5, 9, 16, 18, 30, 44 Termistor, 41, 66, 67, 198 TPS, 68, 69, 81, 200 Transistor, 5, 59, 60, 61, 73, 79, 96, 104, 199, 200 U Unidade de comando, 40, 42, 60, 67 V Volt, 16, 18, 73, 125, 198 W Watt, 17, 35 SENAI - DEPARTAMENTO NACIONAL UNIDADE DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA – UNIEP Felipe Esteves Pinto Morgado Gerente Executivo de Educação Profissional e Tecnológica Waldemir Amaro Gerente Fabíola de Luca Coimbra Bomtempo Coordenação Geral do Desenvolvimento dos Livros Didáticos SENAI - DEPARTAMENTO REGIONAL DE SANTA CATARINA Cleberson Silva Coordenação do Desenvolvimento dos Livros Didáticos Maicon de Oliveira Pereira Sergio Augusto Quevedo Schervenski Filho Elaboração Mateus Henrique Mendes Revisão Técnica Mauricio Cappra Pauletti Coordenação Educacional Karine Marie Arasaki Coordenação do Projeto Magrit Dorotea Döding Morgana Machado Design Educacional Hanna Betina Gotz Revisão Ortográfica e Gramatical Diego Fernandes Luiz Meneghel Paulo Lisboa Cordeiro Ilustrações e Tratamento de Imagens Thinkstock Freeimages Banco de imagens Evelin Lediani Bao Mateus Henrique Mendes Sergio Augusto Quevedo Schervenski Filho Fotografias Edilson de Oliveira Caldas – DR/RJ Edison Bonifácio – DR/PR Francisco David de Lima e Silva – DR/PA Teófilo Manoel da Silva Junior – DR/SC Comitê Técnico de Avaliação Felipe da Silva Machado Diagramação Hanna Betina Gotz Normalização Carlos Filip Lehmkuhl Loccioni Felipe da Silva Machado Revisão e Fechamento de Arquivos Taciana dos Santos Rocha Zacchi CRB – 14.1230 Ficha Catalográfica i-Comunicação Projeto Gráficode Ohm .............................................................................................................21 2.3 Introdução à Lei de Kirchhoff ..................................................................................................................22 2.4 Instrumentos de Medição ........................................................................................................................23 2.4.1 Características dos instrumentos de medição ...............................................................26 2.4.2 Funções dos instrumentos de medição ............................................................................28 2.4.3 Aplicações ....................................................................................................................................28 3 Componentes Eletroeletrônicos...............................................................................................................................33 3.1 Tipos e Características ................................................................................................................................34 3.2 Resistor Elétrico ............................................................................................................................................35 3.2.1 Resistor Limitador de Tensão ou Fixo ................................................................................36 3.2.2 Resistor de Potência .................................................................................................................40 3.2.3 Resistor Variável .........................................................................................................................42 3.2.4 Resistores Especiais ..................................................................................................................44 3.3 Capacitor ........................................................................................................................................................46 3.4 Indutor .............................................................................................................................................................49 3.5 Fusível ..............................................................................................................................................................50 3.6 Condutor Elétrico ........................................................................................................................................52 3.7 Relé ...................................................................................................................................................................55 3.8 Diodos .............................................................................................................................................................58 3.8.1 Diodo emissor de luz - LED ....................................................................................................62 3.9 Transistores ....................................................................................................................................................63 3.10 Sensores e Atuadores ..............................................................................................................................66 3.10.1 Sensor de Pressão Absoluta ................................................................................................66 3.10.2 Sensor de Fluxo de Ar ...........................................................................................................68 3.10.3 Sensor de Temperatura do Ar de Admissão ..................................................................69 3.10.4 Sensor de Posição da Borboleta de Aceleração ..........................................................72 3.10.5 Sensor de Rotação Indutivo ................................................................................................73 3.10.6 Sensor de Fase Hall ................................................................................................................75 3.10.7 Sensor de Detonação ............................................................................................................78 3.10.8 Sensor de Oxigênio ................................................................................................................80 3.10.9 Eletroválvulas em geral ........................................................................................................82 3.10.10 Eletrobomba ..........................................................................................................................83 3.10.11 Bobina de Ignição ................................................................................................................84 4 Circuitos Eletroeletrônicos .........................................................................................................................................89 4.1 Circuito em Série..........................................................................................................................................90 4.2 Circuito em Paralelo e Misto ....................................................................................................................94 4.3 Simbologia .....................................................................................................................................................99 4.4 Diagramas ................................................................................................................................................... 105 4.5 Ponte Retificadora .................................................................................................................................... 109 5 Diagramas Elétricos .................................................................................................................................................... 115 5.1 Circuitos de Sinalização e Iluminação ............................................................................................... 116 5.1.1 Diagrama das Luzes de posição ........................................................................................ 116 5.1.2 Diagrama dos faróis baixo e alto ...................................................................................... 117 5.1.3 Diagrama das luzes de direção e emergência ............................................................ 118 5.1.4 Diagrama das luzes de marcha a ré e freio ................................................................... 119 5.1.5 Diagrama das luzes de neblina, milha e lanterna de neblina ................................ 121 5.1.6 Iluminação do painel ............................................................................................................ 123 5.2 Circuitos de Carga e Recarga ................................................................................................................ 124 5.2.1 Bateria ........................................................................................................................................ 125 5.2.2 Alternador ................................................................................................................................. 129 5.3 Circuitos de Partida: ................................................................................................................................. 135 6 Tipos e Características dos Sistemas Eletroeletrônicos ................................................................................. 143 6.1 Princípios de Funcionamento .............................................................................................................. 144 6.2 Tipos de Funcionamento Físico ........................................................................................................... 145 6.3 Características Operacionais ................................................................................................................146 6.4 Operações Envolvidas ............................................................................................................................. 148 7 Informações Técnicas ................................................................................................................................................ 153 7.1 Interpretação de manuais e normas técnicas ................................................................................ 154 7.2 Interpretação de Textos Técnicos e Procedimentos Especiais .................................................. 156 8 Soldagem de Componentes e Materiais ............................................................................................................ 161 8.1 Tipos e Características de Equipamentos e Materiais ................................................................. 162 8.1.1 Ferro de Solda ......................................................................................................................... 162 8.1.2 Solda ........................................................................................................................................... 166 8.1.3 Fluxo, Pasta e Fluido de Solda ........................................................................................... 167 8.1.4 Sugador de Solda e Malha de dessolda ......................................................................... 168 8.1.5 Dicas de soldagem ................................................................................................................ 170 8.2 Descarte de Materiais ............................................................................................................................. 171 9 Segurança no Trabalho ............................................................................................................................................. 177 9.1 Organização do Local de Trabalho ..................................................................................................... 178 9.2 Manuseio de Materiais ........................................................................................................................... 179 9.3 Saúde Ocupacional .................................................................................................................................. 181 9.3.1 Acidentes de Trabalho .......................................................................................................... 182 9.3.2 Equipamentos de Proteção ................................................................................................ 184 9.4 Comissão Interna de Prevenção de Acidentes (CIPA) .................................................................. 191 Referências ........................................................................................................................................................................ 195 Minicurrículo dos autores ........................................................................................................................................... 201 Índice .................................................................................................................................................................................. 203 1 Introdução Seja bem-vindo à Unidade Curricular Fundamentos Eletroeletrônicos Automotivos. Ela propiciará os fundamentos técnicos e científicos relativos aos sistemas eletroeletrônicos que embasam e favorecem o desenvolvimento das capacidades técnicas, sociais, organizativas e metodológicas. Você aprenderá a: a) identificar os princípios da eletricidade e eletrônica aplicáveis aos sistemas automotivos; b) reconhecer os princípios de funcionamento de componentes dos sistemas elétricos au- tomotivos; c) medir grandezas elétricas (tensão, corrente, resistência, potência); d) converter as unidades de medida das grandezas elétricas aplicáveis aos sistemas auto- motivos; e) utilizar instrumentos de medição; f) interpretar gráficos e tabelas; g) identificar os tipos e as características dos materiais utilizados nos sistemas eletroeletrô- nicos; h) identificar os tipos e características dos materiais aplicáveis aos sistemas eletroeletrôni- cos para fins de descarte. Para iniciar, você conhecerá as grandezas elétricas, as Leis de Ohm e de Kirchhoff aplicadas aos sistemas eletroeletrônicos, além dos instrumentos e equipamentos eletrônicos emprega- dos nos testes desses sistemas. Na sequência, você estudará os componentes eletrônicos e compreenderá a relação exis- tente entre cada um desses componentes. Você também adquirirá conhecimentos quanto aos circuitos elétricos e suas respectivas simbologias, além de reconhecer os tipos de circuitos elétricos empregados no segmento au- tomotivo. Prosseguindo com os estudos, você reconhecerá os diagramas elétricos de alguns sistemas eletroeletrônicos automotivos, tais como: sinalização e iluminação, carga e partida. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS14 Ainda nesta unidade curricular, você compreenderá os principais aspectos re- lativos ao funcionamento dos sistemas eletroeletrônicos automotivos e suas prin- cipais formas de comunicação. Você também compreenderá os principais aspectos quanto ao funcionamen- to dos sistemas eletroeletrônicos automotivos e suas principais formas de comu- nicação. Além disso, você será apresentado ao mundo das normas técnicas, que trata da importância da normatização e padronização dos processos de manutenção veicular para poder reconhecer as técnicas de soldagem de componentes eletro- eletrônicos empregados nos sistemas veiculares, bem como as principais formas de manuseio de componentes durante esse processo. Para finalizar, você conhecerá os principais aspectos referentes à segurança no trabalho, compreendendo a importância da organização do ambiente, o correto manuseio de materiais, a importância do uso de EPIs na redução dos acidentes de trabalho e, conhecerá as atividades relacionadas à Comissão Interna de Preven- ção de Acidentes - CIPA. Preparado para iniciar os estudos? Siga em frente! 1 INTRODUÇÃO 15 Anotações: 2 Princípios de Eletricidade e Eletrônica Nesta unidade você conhecerá as grandezas elétricas que fazem parte do dia a dia dos usuá- rios de equipamentos elétricos e eletrônicos, que lidam com grandezas elétricas, como: tensão, corrente, resistência, potência, bem como com a primeira e a segunda lei de Ohm, a lei de Kir- chhoff e com instrumentos de medição e equipamentos elétricos. Você estudará as grandezas elétricas, aquelas que você não vê, mas pode medir, para poder ter uma ideia da dimensão das formas e técnicas de visualização por instrumentos de medição e poder aprender a forma correta de sua utilização. Ao finalizar seus estudos neste capítulo, você estará apto a: a) identificar os princípios da eletricidade e eletrônica aplicáveis aos sistemas automotivos; b) converter as unidades de medida das grandezas elétricas aplicáveis aos sistemas auto- motivos; c) utilizar instrumentos de medição; d) medir grandezas elétricas (carga elétrica, tensão, corrente, resistência, potência). Bons estudos! FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS18 2.1.2 CORRENTE ELÉTRICA A corrente elétrica é o fluxo ordenado dos elétrons dentro de um circuito, seja um condutor elétrico ou uma placa eletrônica, desde que haja uma diferença de potencial. Comparando novamente com a mangueira de água do jardim: a corren- te elétrica equivale ao fluxo de água passando por dentro da mangueira. A unidade de medida da corrente elétrica é o ampere, que é representado pela letra A maiúscula. CURIOSIDADE O sentido real da corrente elétrica é do NEGATIVO para o POSITIVO e não do positivo para o negativo. Prosseguindo com os estudos, é hora de conhecer a resistência elétrica. Você sabia que ela é imprescindível para se medir a resistência de um componente elétrico? Confira mais informações a seguir. 2.1.3 RESISTÊNCIA ELÉTRICA Quando se fala em resistência,pensa-se na resistibilidade¹ ou dificuldade que a corrente elétrica encontra para ultrapassar um determinado componente elétri- co, como: um condutor, um circuito impresso, um alto-falante etc. O cálculo dessa resistibilidade é feito pela Primeira Lei de Ohm (essa Lei será estudada no decorrer desta unidade curricular) e seu símbolo no sistema interna- cional de unidades é o Ohm, representado pela letra grega Ω. 2.1.4 POTÊNCIA ELÉTRICA Potência é a grandeza elétrica que mede a energia que está sendo transformada em unidade de tempo, ou seja, mede o trabalho realizado por certa máquina ou equipamento em uma unidade de tempo. A unidade de medida adotada para medição de potência elétrica é o watt e o símbolo internacional utilizado para representa-lo é a letra W maiúscula. O nome watt é em homenagem ao engenheiro James Watt, natural da Escócia e que con- tribuiu imensamente para o desenvolvimento dos motores a vapor. Além disso, a medida de 1W é equivalente à 1J/s (joule por segundo). 1 RESISTIBILIDADE Característica ou particularidade de resistível; qualidade daquilo que pode oferecer resistência; resistividade. 2.1 GRANDEZAS ELÉTRICAS As grandezas elétricas são também chamadas de fenômenos elétricos. Por não ser possível vê-las, mas apenas perceber os seus efeitos, é importante entender como funcionam e conhecer os equipamentos utilizados para realizar as medi- ções. Para iniciar os estudos sobre as grandezas elétricas, confira, a seguir, o que é tensão elétrica. 2.1.1 TENSÃO ELÉTRICA A tensão elétrica é a força que impulsiona os elétrons. A unidade de medida que a representa no Sistema Internacional de Unidades é o Volt, por isso a analo- gia com voltagem. Mas atenção, apesar de o termo voltagem ser muito conheci- do, o nome correto dessa grandeza é tensão elétrica. A tensão elétrica também pode ser chamada de diferença de potencial (DDP), e é com base nessa diferença de potencial entre dois pontos, que os elétrons são impulsionados através de um condutor. jo jo o6 4 ([2 0- -? ]) Figura 1 - Símbolo universal da tensão elétrica Fonte: Thinkstock (2015) A próxima grandeza elétrica a ser estudada é a corrente elétrica. 2 PRINCÍPIOS DE ELETRICIDADE E ELETRÔNICA 19 2.1.2 CORRENTE ELÉTRICA A corrente elétrica é o fluxo ordenado dos elétrons dentro de um circuito, seja um condutor elétrico ou uma placa eletrônica, desde que haja uma diferença de potencial. Comparando novamente com a mangueira de água do jardim: a corren- te elétrica equivale ao fluxo de água passando por dentro da mangueira. A unidade de medida da corrente elétrica é o ampere, que é representado pela letra A maiúscula. CURIOSIDADE O sentido real da corrente elétrica é do NEGATIVO para o POSITIVO e não do positivo para o negativo. Prosseguindo com os estudos, é hora de conhecer a resistência elétrica. Você sabia que ela é imprescindível para se medir a resistência de um componente elétrico? Confira mais informações a seguir. 2.1.3 RESISTÊNCIA ELÉTRICA Quando se fala em resistência, pensa-se na resistibilidade¹ ou dificuldade que a corrente elétrica encontra para ultrapassar um determinado componente elétri- co, como: um condutor, um circuito impresso, um alto-falante etc. O cálculo dessa resistibilidade é feito pela Primeira Lei de Ohm (essa Lei será estudada no decorrer desta unidade curricular) e seu símbolo no sistema interna- cional de unidades é o Ohm, representado pela letra grega Ω. 2.1.4 POTÊNCIA ELÉTRICA Potência é a grandeza elétrica que mede a energia que está sendo transformada em unidade de tempo, ou seja, mede o trabalho realizado por certa máquina ou equipamento em uma unidade de tempo. A unidade de medida adotada para medição de potência elétrica é o watt e o símbolo internacional utilizado para representa-lo é a letra W maiúscula. O nome watt é em homenagem ao engenheiro James Watt, natural da Escócia e que con- tribuiu imensamente para o desenvolvimento dos motores a vapor. Além disso, a medida de 1W é equivalente à 1J/s (joule por segundo). 1 RESISTIBILIDADE Característica ou particularidade de resistível; qualidade daquilo que pode oferecer resistência; resistividade. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS20 Para calcular a potência elétrica, utiliza-se a seguinte fórmula: P = V x A Onde: P - Potência V - Tensão A – Corrente (em diversos casos a mesma fórmula é expressa com o I em subs- tituição ao A, ambos significam corrente elétrica) FIQUE ALERTA No momento da substituição dos faróis de um veículo, fique alerta quanto à potência das lâmpadas que irá co- locar, pois se você colocar uma lâmpada de 100 W em um veículo cujo projeto inicial é de 75 W, há uma grande chance de ocorrer um incêndio nos condutores elétricos em função da grande temperatura de trabalho que essa potência adicional gerará Agora que você já se familiarizou com as grandezas muito conhecidas por quem trabalha com eletricidade, você começará a aprender as relações de gran- dezas elétricas e saberá quem definiu as fórmulas de calculá-las. 2.2 LEI DE OHM Segundo o site Brasil Escola (2014), George Simon Ohm foi um físico alemão que viveu entre os anos de 1789 e 1854 e experimentalmente provou que exis- tem resistores nos quais a variação da corrente elétrica é proporcional à variação da diferença de potencial (DDP). Como George Ohm criou a primeira e a segunda Lei de Ohm, ambas foram batizadas em sua homenagem. Conheça a seguir as leis criadas por Ohm. 2.2.1 PRIMEIRA LEI DE OHM Ohm realizou várias experiências com diversos condutores dos mais variados tipos, aplicando sobre eles várias intensidades de tensão, percebendo então que, principalmente nos metais, a relação entre a diferença de potencial (DDP) e a cor- rente elétrica se mantinha sempre constante. Dessa forma, Ohm elaborou uma 2 PRINCÍPIOS DE ELETRICIDADE E ELETRÔNICA 21 relação matemática (na Primeira Lei) que determina que a tensão aplicada nos terminais do condutor é proporcional à corrente elétrica que percorre esse con- dutor. A fórmula criada por Ohm é a seguinte: R = V I Onde: • R corresponde à resistência elétrica, e a unidade é o ohm Ω • V corresponde à diferença de potencial, e unidade é o volt V • I corresponde à corrente elétrica, e a unidade é o ampere A Pode-se concluir que a corrente elétrica que percorre um determinado condu- tor é proporcional à tensão elétrica aplicada nos terminais desse condutor. 2.2.2 SEGUNDA LEI DE OHM Por meio de experimentos, Ohm notou que a resistência elétrica de certos condutores depende, basicamente, de quatro fatores: comprimento, material, área de secção transversal e temperatura. Tendo todas essas variáveis em seu experimento, Ohm percebeu que: a) em condutores feitos de um mesmo material como cobre ou zinco e, espes- sura idêntica, a resistência elétrica é diretamente proporcional ao compri- mento desse condutor; b) em condutores feitos de um mesmo material, como cobre e zinco, e mesmo comprimento, a resistência elétrica é inversamente proporcional à área da secção transversal; c) dois condutores idênticos em forma, comprimento e espessura, porém de materiais diferentes, submetidos a uma mesmíssima DDP, apresentam resis- tências elétricas diferentes. Então, Ohm criou a seguinte fórmula para calcular essas variáveis: R = ρ.L A FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS22 Onde: • R: resistência (Ω) • ρ: resistividade do condutor (depende do material e de sua temperatura, medi- da em Ω.m) • L: comprimento (m) • A: área de secção transversal (mm2) Outra lei que é importante você conhecer é a Lei de Kirchhoff, muito usada e referenciada até os dias de hoje. 2.3 INTRODUÇÃO À LEI DE KIRCHHOFF A Lei de Kirchhoff recebeu esse nome em homenagem a Gustav Robert Kirch- hoff, um cientista russo que descobriu algo muito interessante sobre grandezas elétricas. Seu estudo estabelece que seja nulo o somatório dos lapsos e inclina- ções de tensão ao longo de um caminho determinado de um circuito elétrico.Esses caminhos são chamados de: a) nó: um ponto do circuito onde três ou mais condutores são ligados; b) malha: qualquer caminho fechado do circuito ou qualquer caminho que volte ao ponto inicial de partida; c) ramo: o caminho aberto entre dois nós e o ramo que se inicia em um nó e termina em outro nó, uma linha reta entre dois nós. Esse tipo de aparato no caminho dos elétrons é muito usado em sistemas elé- tricos mais aprimorados como em redes de intercomunicação, as chamadas redes CAN (do inglês Controller Area Network), que usam sistemas multiplexados, com vários equipamentos eletrônicos como diodos, transistores, resistores, tudo que um computador precisa para se comunicar rapidamente enviando dados (pulsos de informação controlados por protocolos). Dando continuidade aos estudos sobre os fundamentos eletroeletrônicos, é necessário conhecer os instrumentos de medição, seus tipos, suas características, funções e aplicações. 2 PRINCÍPIOS DE ELETRICIDADE E ELETRÔNICA 23 2.4 INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO Os instrumentos de medição são aparelhos necessários em qualquer tipo de oficina, seja ela de funilaria e pintura, ou uma oficina especializada em eletroele- trônica. Em oficinas mecânicas é a mesma coisa, se você pretende fazer o teste de um componente elétrico ou eletrônico ou em um módulo de airbag, que instrumen- to deverá usar? Um multímetro? Um osciloscópio, talvez? Não! Um instrumento desses poderia acionar a bolsa do airbag, pois uma pe- quena tensão nos bornes de contato do módulo do airbag seria suficiente para excitar uma detonação, inutilizando-a. Existem diversos testes que podem ser realizados em um sistema eletroele- trônico, agora você conhecerá cada um desses instrumentos de medição e suas principais aplicações. CANETA DE TESTE DE POLARIDADE AUTOMOTIVA O teste de polaridade serve para verificar o potencial elétrico em um determi- nado ponto de um circuito elétrico ou eletrônico para reconhecer que polaridade os condutores demonstram, e para identificar conectores e outros pontos impor- tantes (positivo ou negativo). Existem ainda canetas de polaridade que possuem três LEDs, sendo que, o ver- melho e o verde exercem a função de indicar se o potencial elétrico é positivo ou negativo respectivamente; Em alguns equipamentos pode-se encontrar um terceiro LED, geralmente amarelo, que indica se o instrumento está devidamente alimentado para utilização. Essa caneta também tem grande utilidade na manutenção de qualquer tipo de sistema elétrico. Quando as garras do instrumento são conectadas na bateria do veículo e a ponta de prova é aplicada em algum ponto do circuito elétrico, o LED vermelho acenderá se o potencial elétrico for positivo e o LED verde acende- rá se esse sistema estiver aterrado (massa) ou negativo. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS24 Ba o (2 01 4) Figura 2 - Caneta de teste de polaridade automotiva Fonte: Bao (2014) Com uma caneta de teste de polaridade você pode testar qualquer tipo de componente elétrico que trabalhe com 12V de alimentação. Além disso, existem canetas de polaridade para veículos que utilizam alimentação de 24V (caminhões por exemplo). Alguns modelos de canetas de teste de polaridade disponíveis no mercado possuem faixa de trabalho de 5V à 24V, com isso ampliando a gama de opções de utilização. MULTÍMETRO AUTOMOTIVO O multímetro automotivo é um instrumento de teste e trabalho muito utiliza- do pela sua polivalência construtiva e funcional. 2 PRINCÍPIOS DE ELETRICIDADE E ELETRÔNICA 25 Ba o (2 01 4) Figura 3 - Multímetro automotivo Fonte: Bao (2014) SAIBA MAIS Na internet você encontra um vídeo mostrando um teste simples de bateria automotiva, disponível em . OSCILOSCÓPIO AUTOMOTIVO O osciloscópio é um instrumento de medição muito sensível, muito parecido com a tela de uma televisão, que verifica um sinal elétrico e suas variações no tempo, por meio de um gráfico que representa os sinais elétricos emitidos pelo sistema testado. Também muito aprimorado em relação a seus ‘companheiros’ de medição pelo fato de um osciloscópio conseguir fazer medições muito refi- nadas, como medir tipos de ondas e representá-las em sua tela de amostragem. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS26 Ba o (2 01 4) Figura 4 - Osciloscópio automotivo Fonte: Bao (2014) 2.4.1 CARACTERÍSTICAS DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO As principais características dos instrumentos de medição e equipamentos elétricos são fornecidas por seus fabricantes. Essas características são determinadas no projeto de execução, visando aten- der as expectativas dos clientes, para que os mesmos possam resolver problemas não somente de medição, mas de trabalho no dia a dia. Um instrumento de medição deve atender as normas propostas por órgãos internacionais de qualidade e proteção elétrica de instrumentos de medição au- tomotivos, evitando assim que instrumentos de medição automotivos sejam usa- dos em sistemas elétricos não compatíveis com o uso para o qual foi projetado. Os testes que podem ser feitos por um multímetro são: • Corrente; • Tensão; • Resistência; • Potência; 2 PRINCÍPIOS DE ELETRICIDADE E ELETRÔNICA 27 • Temperatura; • Frequência; • Semicondutores; • Capacitância; • Ganho de transistores; • Continuidade. Como você pôde perceber, o multímetro tem uma variedade muito grande de aplicação quando comparado a outros instrumentos de medição, mas alguns cui- dados inerentes a esses instrumentos devem ser obedecidos por quem pretende usá-los. Com relação ao osciloscópio automotivo, normalmente são utilizados os di- gitais, ficando o analógico cada vez mais em desuso apesar das diferenças serem poucas. Mas por se tratar de um instrumento que representa graficamente os si- nais elétricos em uma tela, o osciloscópio é muito sensível e requer muito cuida- do durante sua utilização. V+ V- V+ V- t t V+ V- t t V+ V- Retangular Dente de serra Triangular Sinosoidal (senoidal) D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 5 - Tipos de ondas expressas pelo osciloscópio Fonte: adaptado de Lenz (2014) Segundo a Universidade de Mogi das Cruzes (UMC), as principais característi- cas do osciloscópio são: a) banda passante (BW): define a frequência máxima de operação do oscilos- cópio (dezenas de MHz até dezenas de Ghz). b) faixa de tensão de entrada: define os valores máximos e mínimos de tensão que podem ser medidos corretamente com o instrumento (de mV à kV). FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS28 c) impedância de entrada: associação paralela das resistências e capacitâncias do circuito de entrada. Tipicamente Ri =1MΩ e Cip ≈ 20pF. A impedância de entrada pode introduzir erros consideráveis na medida de circuitos de alta impedância, principalmente em se tratando de sinais de alta frequência. 2.4.2 FUNÇÕES DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO As funções dos instrumentos de medição são bem definidas: • as canetas de teste de polaridade são específicas para testar o potencial elétrico (positiva ou negativa); • os multímetros automotivos foram desenvolvidos para medir e testar correntes, tensão, impedância, capacitância, potência, frequência, temperatura e continui- dade. • o osciloscópio automotivo foi desenvolvido para medir grandezas elétricas mais refinadas que uma caneta de polaridade e um multímetro, que não são capazes de medir, ou cujos resultados não são tão cofiáveis. O osciloscópio mostra, em sua tela, as variações de frequência e tensão de um sistema, mesmo quando muito pequenas. Percebeu como é importante utilizar o instrumento correto para fazer uma análise? Conheça, a seguir, as aplicações dos instrumentos de medição. 2.4.3 APLICAÇÕES A escolha dos instrumentos de medição depende da medição que vai ser feita, do tipo de corrente a ser medida e da qualidade da medição a ser realizada. No caso da caneta de polaridade, esta é usada somente para a verificação de tensão positiva ou negativa num determinado condutorou conector. O multímetro já é mais utilizado para medir as mais variadas formas de gran- dezas elétricas, tais como: Corrente, Tensão e Resistência. Além dessas, também podem ser medidas: Temperatura; Frequência; Semicondutores; Capacitância; Ganho de Transistores; Continuidade etc. O osciloscópio, além de ser um equipamento de medição muito mais caro que qualquer um dos dois instrumentos citados anteriormente, é um excelente ins- trumento de medidas, de ondas elétricas, realizando medidas que um multímetro não consegue testar. Ao medir as ondas elétricas, em curvas, relacionadas em tempo e corrente, independente da velocidade dessas ondas, o osciloscópio, gera em sua tela uma 2 PRINCÍPIOS DE ELETRICIDADE E ELETRÔNICA 29 representação gráfica dessas ondas, mostrando as medidas e os parâmetros des- sas medidas muito mais claramente. Como são equipamentos caros e sensíveis não somente às correntes a que es- tão sendo submetidos, é necessário ter muito cuidado, tanto no manuseio quan- to na utilização. CASOS E RELATOS Instrumentos de medição Um técnico mecânico recebeu um veículo na oficina em que trabalha para verificar por que o veículo estava tendo um maior consumo de com- bustível do que em condições normais. Para poder determinar o proble- ma, o mecânico teria de realizar alguns testes. Assim, ele decidiu fazer logo o teste de sonda lambda, achando que assim descobriria a causa do problema. Primeiramente, utilizando uma caneta de teste de polaridade, ele mediu a sonda instalada no veículo, e percebeu que a corrente passante apre- sentava diferença de potencial variável. Para medir a sonda em funcio- namento, ele utilizou um multímetro. Depois de tudo instalado, pediu para que um colega desse a partida no motor do veículo enquanto ele analisava os dados que o multímetro informava. Ele notou que as informações não eram tão precisas quanto gostaria, e como precisava de informações concretas para mostrar um relatório de funcionalidade ao cliente, decidiu então usar um osciloscópio automoti- vo. Para isso, fez todas as conexões corretamente e, ao acionar o oscilos- cópio, percebeu que a medição e a análise dos dados eram muito mais precisas, o que confirmou que a utilização do instrumento correto, nessas horas, faz toda a diferença. Com os dados mais precisos à mão, fez seu relatório para o cliente informando que a sonda de seu veículo estava travada (isso acontece com o aquecedor da sonda) e que a mistura de combustível (ar + combustível) estava muito rica (com excesso de com- bustível), bem acima de 501 mV, o que, em geral, indica um alto consumo de combustível. Para contornar o problema, conforme ele já sabia, a úni- ca alternativa seria trocar a sonda por outra original, evitando, assim, que no futuro esse problema se repetisse. Com o problema resolvido, o cliente foi embora feliz com o ótimo serviço realizado em seu veículo. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS30 RECAPITULANDO Neste capítulo você estudou os princípios de eletricidade e eletrônica. Viu as grandezas elétricas, aprendeu o que é tensão, corrente, resistência e potência; conheceu a primeira e segunda Lei de Ohm, que revolucio- naram as manipulações das grandezas elétricas, facilitando em muito o trabalho do técnico automotivo. Você também conheceu alguns instrumentos de medição, viu o que é uma caneta de polaridade, as funções de um multímetro automotivo, e a grande capacidade métrica do osciloscópio, que além de ser um instru- mento caro, é um instrumento de resolução muito refinado. Nos próximos capítulos você estudará sobre o funcionamento dos siste- mas eletrônicos, tipos de funcionamento físico, características operacio- nais, e operações envolvidas. Continue atento aos estudos e se qualificando para o mercado de traba- lho. 2 PRINCÍPIOS DE ELETRICIDADE E ELETRÔNICA 31 Anotações: 3 Componentes Eletroeletrônicos Como o sistema de gerenciamento eletrônico de combustível de um veículo faz para saber a proporção e hora exata de injetar combustível na câmara de combustão no cilindro específico? Qual o principal componente para transformar a tensão alternada em tensão contínua? Estas perguntas serão respondidas a partir do estudo deste capítulo. Por meio dele você conhecerá os principais componentes da área eletroeletrônica aplicada ao meio automotivo, suas caracte- rísticas, formas de funcionamento, entre outros detalhes. Ao finalizar seus estudos neste capítulo, você estará apto a: a) identificar os tipos e as características dos materiais utilizados nos sistemas eletroeletrô- nicos; b) identificar os princípios de funcionamento de componentes dos sistemas elétricos auto- motivos; c) identificar os tipos e características dos materiais aplicáveis aos sistemas eletroeletrônicos para fins de descarte. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS34 3.1 TIPOS E CARACTERÍSTICAS Os circuitos podem gerar diversos fenômenos da eletricidade e da eletrôni- ca, o que permite isso é o fato de serem compostos por dezenas de componen- tes eletroeletrônicos, desde os mais simples aos mais complexos. Por meio de pesquisas científicas, as características dos materiais semicondutores, isolantes e condutivos foram sendo descobertas. Ao fazerem a junção de elementos quími- cos como fósforo e índio entre outros, esses elementos foram adquirindo carac- terísticas padrão para a construção de componentes elétricos como por exemplo: os diodos que podem até mesmo emitirem luz, ou os transistores, que permitem a passagem de corrente elétrica sobre determinada polaridade aplicada a eles. Te cn oU ni fr an (2 01 1) Figura 6 - Componentes eletroeletrônicos Fonte: Componentes ([2014]) Durante testes e experiências, comprovou-se que outros componentes ti- nham a característica de armazenar certa carga de energia, como os capacitores. Estes foram, então, aplicados para dar partida ao motor, alimentando o circuito por determinado tempo e filtrando ruídos no sistema elétrico e eletrônico. Você alguma vez já se deparou com a situação em que a tensão entre um apa- relho e a rede elétrica era diferente, como ter em mãos um aparelho de tensão de 110 volts em uma tomada da rede elétrica de 220 volts? Nesse caso, a única solução seria a de utilizar um transformador para reduzir a tensão elétrica, não é mesmo? Pois bem, em um veículo há componentes que atuam por meio de ele- tromagnetismo, como eletroválvulas, relés, motor de partida ou de arranque. Por isso, neste capítulo você terá de aprender a função dos indutores. 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 35 Você, ou alguém de sua família ou amigos, já deve ter passado pela situação de que algo em seu veículo não estava funcionando corretamente, como um fa- rol, o eletro ventilador do sistema de arrefecimento, o compressor do ar condicio- nado, o desembaçador, ou qualquer outro tipo de circuito, não é? Em casos assim, o mais comum é fazer uma pré-avaliação do sistema, e verificar, por exemplo, as condições dos fusíveis. Se um estiver partido, o que impede a passagem da cor- rente, se, ao trocá-lo, ele volta a partir, é porque há algo de errado no circuito, que está gerando um alto consumo de corrente elétrica. A função do fusível, em casos de problemas dessa natureza, é proteger o sistema de possíveis falhas no circuito quando houver um alto consumo. Analisando qualquer diagrama elétrico ou circuito você verá condutores que levam certa carga de energia de um componente a outro. Esses condutores po- dem ser de várias espessuras, de acordo com o componente a ser alimentado. Eles podem ser placas de circuito eletrônico, placas de metal, que fazem a distri- buição de aterramento ou alimentação positiva e até mesmo a própria carcaça do veículo, que, por sua vez, conduz a polaridade negativa da bateria a todas as partes do automóvel. Outro componente que entre outras funções também colabora para a prote- ção do sistema elétrico do veículo é o relé, que por meio da geração de um cam- po eletromagnético permite a passagemde corrente elétrica no seu interior. Seu funcionamento, ou atracamento, se dá por meio de uma corrente muito baixa, permitindo dessa forma que, ao utilizar uma chave ou interruptor de baixa cor- rente, a passagem de alta corrente é liberada. Além desses circuitos, há vários outros sistemas específicos em funcionamen- to no veículo, como os sensores e atuadores do sistema de injeção. A função desses sensores é colher as informações pertinentes a diversos parâmetros de funcionamento do motor, tais como, pressão atmosférica a qual o motor está ex- posto, temperatura e volume de ar admitido, detonação da mistura, posição de abertura do corpo de borboletas, quantidade de oxigênio no escapamento do veículo, entre outros. Essas informações são, então, processadas pela unidade de comando eletrônico (UCE) que por sua vez, faz o controle das eletroválvulas e relés por meio de comandos elétricos. 3.2 RESISTOR ELÉTRICO O resistor é um componente encontrado em todos os veículos, desde os an- tigos que usavam carburador até os mais atuais, com gerenciador eletrônico de combustível. Este componente semicondutor pode estar nos mais diversos siste- mas, como: FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS36 • em circuitos do eletroventilador, funcionando como limitador de tensão; • em sistemas de gerenciamento da temperatura do motor, onde há os resistores chamados termistores, que variam sua resistência conforme a temperatura; • em sensores crepusculares, para acendimento automático dos faróis; • em determinados aquecedores que utilizam uma resistência elétrica com di- ferencial de tensão para aquecimento, conhecido como efeito Joule, pois tais aquecedores utilizam a diferença de potencial para geração de calor. Em alguns componentes, o indutor permite que uma determinada resistência elétrica sofra o fenômeno de incandescência, como no caso de chuveiros ou lâmpadas incan- descentes. Ki rV KV ([ 20 -- ?] ) Figura 7 - Resistor Fonte: Thinkstock (2015) Existem alguns tipos de resistores, que você conhecerá a seguir. 3.2.1 RESISTOR LIMITADOR DE TENSÃO OU FIXO Mais conhecido como resistor limitador de corrente, o limitador de tensão tem como principal função restringir, dificultar, se opor à passagem de corrente elétrica em determinados circuitos em que é aplicado. Usado tanto em circuitos elétricos, quanto em eletrônicos, esse tipo de resistor se torna imprescindível, por 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 37 exemplo, para o circuito de um Led que tem a necessidade de usar um resistor li- mitador de corrente para evitar sua queima, diminuindo a energia de consumo. O mesmo ocorre com outros circuitos, como o elétrico, do qual pode-se citar como exemplo o acionamento do eletroventilador para o sistema de arrefecimento e para o seletor de velocidades do ar interno do veículo. No caso do eletroventilador, quando o veículo atinge determinada tempera- tura, é necessário o acionamento do eletroventilador para fazer a troca de calor do radiador, o resultado desse processo é o que se chama de arrefecimento do motor. Nos circuitos dos veículos mais modernos, há duas velocidades para o ele- troventilador, quando o veículo chega em uma temperatura estabelecida pela central de gerenciamento ele é acionado, mas com a tensão e a corrente reduzi- da, fazendo o eletroventilador trabalhar em torno de 50% a 70% da sua potência nominal. O grande responsável por esta queda de tensão no circuito é o resistor limitador. Se o motor do veículo continuar a aquecer, mesmo com a velocidade baixa, a central desliga o circuito que utiliza o resistor limitador e liga uma DDP, com o valor da bateria do veículo indo diretamente para o eletroventilador, como mostra o esquema a seguir. U ni da de d e co m an do C4 B1 C16 D1 B10 A12 A4 A5 Comutador Vermelho Preto Marrom/verde Marrom/ vermelho M ar ro m Re lé b ai xa Re lé a lt a Eletroventilador Resistor F1 9 – 15 A F26 – 20A Vermelho Bateria F7 86 30 85 87 86 30 85 87 D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 8 - Diagrama elétrico sistema de arrefecimento Fonte: Dias (2014) Um circuito que ilustra de forma bem didática o funcionamento desse sistema é um circuito que usa mais de um resistor limitador de corrente, como o circuito que você encontra no seletor de velocidades do ar no habitáculo do veículo. A posição em que você colocar o seletor de velocidade do ar, selecionará um ponto FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS38 específico atrás da chave seletora no circuito elétrico, onde estão localizados os resistores, que fazem a corrente elétrica passar por três resistores. Se a velocidade selecionada no ventilador elétrico for baixa, você terá três limitadores de corrente um após o outro, restringindo a passagem de corrente elétrica; se, por outro lado, você colocar na velocidade intermediária, terá somente um ou dois resistores se opondo a passagem de corrente. Confira na figura a seguir um diagrama elétrico que demonstra a utilização deste circuito, descrito como “Comutador de Veloci- dades”. D K5 85 86 30 87 + + - + - + 87 30 86 85 + - 87A + + + a b c d e f a b c d e f + + + + P Seletor de posição Ar cond. (on/off) Relé principal (ar cond.) Eletroventilador Caixa de ar (cx/ar) Relé Eletroventilador Caixa de ar (cx/ar) Comutador de velocidades D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 9 - Diagrama elétrico do sistema de ar interno do veículo Fonte: Monzeiros (2014) 3 COMPONENTES ELETROELETRÔNICOS 39 Note que no seletor do comutador de velocidades no diagrama elétrico apre- sentado na figura anterior, há três resistores em série, que fazem parte de circui- tos que você estudará mais à frente. A construção base de um semicondutor resistor limitador é de certa forma simples, sua resistência varia em relação ao número de espiras internas da fita de carvão condutora. Tubo cerâmico Terminal (�o) Terminal (tampa) Filme de carvão helicoidal Cobertura isolante D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 10 - Construção de um resistor fixo Fonte: Ferraz Netto (2014) Outro fator vital para os resistores limitadores é que todos possuem uma apli- cação de resistência conforme a necessidade de limitação de corrente do circuito em que serão utilizados; é para isso que eles possuem faixas coloridas identifican- do a resistência de cada semicondutor e uma porcentagem que indica a variação de sua resistência, chamada de fixa de tolerância, pois, como ele é um componen- te relativamente pequeno para determinadas aplicações, ficaria confuso ter essas descrições de resistência e tolerância no próprio componente. Na figura a seguir você poderá visualizar a quantidade e os tipos de faixas pa- drão na finalização da construção desse componente. Essas faixas identificam a resistência correta sem números ou descrições no próprio componente. Em ter- mos de utilização, o componente pode ser de uso geral com menos de meio Watt até 2,5 Watts, e de alta precisão, com fabricação de forma um pouco diferente, utilizando a mesma base de material. FUNDAMENTOS ELETROELETRÔNICOS AUTOMOTIVOS40 +/- 10% Código de Cores A extremidade com mais faixas deve apontar para a esquerda Resistores padrão possuem 4 faixas 560k Ω 10% de tolerância Resistores de precisão possuem 5 faixas 237 Ω 1% de tolerância Cor 1ª Faixa 2ª Faixa Preto Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Violeta Cinza Branco Dourado Prateado 0 0 0 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7 8 8 8 99 9 3ª Faixa Multiplicador x 1 Ω x 100K Ω x 10 Ω x 100 Ω x 1K Ω x 10K Ω x 1M Ω x 10M Ω x . 1 Ω x . 01 Ω Tolerância +/- 1% +/- 2% +/- .5% +/- .25% +/- .1% +/- .05% +/- 5% D ie go F er na nd es (2 01 4) Figura 11 - Cores do resistor indicando resistência Fonte: Eletrônica Didática (2014) 3.2.2 RESISTOR DE POTÊNCIA Este componente está presente no seu cotidiano, desde o momento em que você se levanta para iniciar suas atividades até o término do dia, mesmo que você nem