Orientacao para montagem de circuitos em protoboard PUC MG

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IPUC – Departamento de Competência de Sistemas Digitais
Disciplinas: Sistemas Digitais (todas)
Cursos:
Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação
Engenharia de Controle e Automação
Data: 25/09/02
Prof. : Denny D. Collina
Orientações para a montagem de circuitos em protoboard.
01. Desenhar o diagrama elétrico do circuito que vai ser montado.
O diagrama deve ser apresentado de forma clara, bem organizada, para que permita a fácil leitura e
compreensão do circuito o qual representa.
Como estamos trabalhando com circuitos lógicos, o diagrama elétrico também é conhecido como di-
agrama lógico ou diagrama de portas.
X
Y
W
B2B1A0A1
1
2
3
U5A
5
6
4
U5B
L2
10
9
8
U2C
L3
1
2
8
9
U4B
9
10
11
8
U3C
4
5
6
U2B
L1
3
3
5
6
U4A
3
4
5
6
U3B
1
2
13
12
U3A
1
2
3
U2A
9
8
U1D
5
6
U1C
3
4
U1B
1
2
U1A
Figura 1- Exemplo de um diagrama lógico.
01.1 Identificar quais os circuitos integrados e demais componentes utilizados.
Numere todos os componentes de um mesmo tipo, por exemplo: um circuito hipotético a ser montado
utilizará 5 CI's, 2 chips 7400, e 3 chips 7432. A numeração deverá ser feita seqüencialmente de 1 a 5
(CI1 a CI5 ou U1 a U5) e não numerando por tipos de CI's (7432-1, a 7432-3).
OBS.: No momento de implementar a simulação do circuito utilizando o Circuit Maker, faça a seleção
dos componentes coincidindo com os aqueles que utilizará na montagem real. Por exemplo se você
deseja uma porta AND de 2 entradas, você terá como opções o chip 74LS08 (TTL) ou o chip
4081(CMOS).
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01.2 Inserir a pinagem dos chips.
No diagrama elétrico, todos os CI's devem ter os números do pinos apresentados para facilitar a
montagem do circuito. Um diagrama com este tipo de informação evita que se tenha de fazer a con-
sulta ao databook durante o processo de montagem, o que, normalmente, gera erros e atrasa o pro-
cesso.
OBS.: O simulador Circuit Maker faz automaticamente a numeração dos componentes assim como
permite exibir a pinagem. Para habilitar esta última função, basta clicar em Options ® Circuit Display
Data ® Show Pin Numbers. Veja a Figura 2.
Figura 2 - Selecionando o modo de exibição da pinagem no Circuit Maker.
01.3 Identificar as entradas e saídas do circuito.
Chaves, leds , sensores e quaisquer outras entradas e saídas devem ser claramente identificadas.
OBS.: Caso queira alterar a identificação de um componente feita automaticamente pelo Circuit
Maker, basta posicionar o cursor sobre o componente, pressionar o botão direito do mouse e selecio-
nar a opção Edit Device Data.
02. Confeccionar uma lista com todos os componentes que serão utilizados na monta-
gem.
Com esta lista pode-se, então, promover o levantamento de preços e a aquisição do material.
OBS.: O Circuit Maker gera a lista dos componentes utilizados na simulação, basta clicar no menu
File ® Bill of Materials.
03. Dispor os circuitos integrados no protoboard de forma organizada.
Posicionar os chips com a mesma orientação (do pino 1) e distribuídos de forma a permitir que haja
algum espaço entre eles.
+ 1 5 V + 5 V c o m u m - 1 5 V
A B C D E F G H
Figura 3 - Exemplo de ligações em um protoboard.
04. Seqüência de ligações.
Não existe uma regra obrigatória a ser seguida neste caso, mas a prática recomenda a seguinte se-
qüência:
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q alimentação: VCC e GND de todos os circuitos integrados;
q entradas das portas;
q saídas das portas.
A seqüência de ligações entradas/saídas deve ser feita de forma organizada para diminuir a possibi-
lidade de se efetuar conexões incorretas ou de se esquecer alguma conexão. Neste sentido, é inte-
ressante tomar como base o diagrama elétrico (veja a Figura 1) e efetuar as ligações, por exemplo,
varrendo o diagrama da esquerda para a direita e de cima para baixo. Assim deve-se primeiro ligar
as entradas da porta (ou chip) posicionado mais a esquerda, em seguida a ligação de sua saída para
a entrada de outra porta, se houver, e prosseguindo até chegar a conexão da saída correspondente.
Veja a Figura 4.
X
B2B1A0A1
L1
3
3
5
6
U4A
3
4
5
6
U3B
1
2
13
12
U3A
1
2
3
U2A
9
8
U1D
5
6
U1C
3
4
U1B
1
2
U1A
Figura 4 - Exemplo de seqüência de ligações.
05. Os fios utilizados na montagem.
É interessante utilizar fios de várias cores para efetuar a montagem. Um padronização de cores faci-
litar principalmente o processo de conferência. Por exemplo, fios vermelhos para VCC e pretos para
GND, azuis para entrada "A", etc.
Os fios devem ser decapados em aproximadamente 5mm. Se a decapagem for muito maior que isto,
teremos uma porção decapada do fio para fora do ponto de conexão, o que implica em um ponto
propício a causar curto entre as conexões próximas. Se, ao contrário, a decapagem for muito menor
que e o sugerido, corre-se o risco de não haver uma boa conexão do fio no contato interno do proto-
board e a conseqüente geração de mau contato.
05.1 O comprimento e o posicionamento dos fios.
Deve-se dar especial atenção ao comprimento dos fios. Uma montagem com fios muito grandes ten-
de a ficar desorganizada, pois à medida que aumenta o número de fios, o conjunto tende a ficar pa-
recido com um "novelo". Por isso deve-se utilizar fios do tamanho necessário para efetuar a ligação
e, ainda, não se deve passar os fios por cima dos chips. Deve-se dobrar os fios para as partes infe-
rior, superior ou laterais do protoboard.
Reforçando o que exposto acima, deve-se ainda, utilizar primeiro os pontos de conexão mais distan-
tes do chip, com a intenção de deixar uma área livre nas proximidades dos terminais para permitir o
fácil acesso, seja para o monitoramento com a ponta lógica, assim como na possibilidade de ter de
retirar o chip. Veja as ligações coloridas da Figura 3.
06. Promover a conferência de todas as ligações.
Antes de energizar o circuito é essencial efetuar a conferência das ligações feitas. O ideal é que se
confira todas. No entanto, pode-se efetuar uma conferência rápida verificando apenas o posiciona-
mento dos chips, as ligações de VCC e GND e as ligações das saídas das portos (ou circuitos).
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07. Energização do circuito.
Caso esteja utilizando uma fonte de tensão variável, deve-se proceder o ajuste da tensão para o va-
lor especificado para o tipo de chip, utilizando para tal um voltímetro confiável. A família CMOS tem
tensões de trabalho que vão de 3V a 18V. Já a família TTL trabalha com 5V ± 5%.
Ao energizar o circuito deve-se observar se não há nenhum chips aquecendo-se. Caso ocorra isto
pode ser causado pela inversão do chip, curto na ligação de uma de suas saídas ou, por mais absur-
do que pareça, a montagem com o chip errado.