Relatório circuito pisca LED

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Pisca LED 
 
Brenda Jesus 
 
Universidade de Brasília - Instituto de Física 
 
Março de 2018 
 
1. Fundamentos 
 
1.1 O LED 
 
O LED (Light Emitting Diode) é um diodo semicondutor, portanto possui polaridade, que 
emite luz ao ser energizado corretamente. O cristal e as impurezas de dopagem utilizados na 
fabricação do diodo fotoemissor alteram a energia liberada quando ligado e determinam a cor 
emitida por um LED monocromático [1]. 
Modelos de diodos fotoemissores comumente utilizados em experimentos introdutórios são 
os de bulbo 5mm com dois ou quatro terminais: os componentes de cor única com dois terminais 
e o LED RGB com quatro, sendo o mais longo o positivo em ambos os casos. Os três outros 
terminais do LED RGB levam a ​chips ​no bulbo, responsáveis pela emissão de luz nas cores 
vermelho (​red​), verde (​green​) e azul (​blue​). Dois ou três ​chips RGB podem ser ligados 
simultaneamente, criando um efeito de mistura de cores para o olho humano [2]. 
Para cada cor do LED há uma tensão de saída específica, com pequenas variações de 
fabricante que podem ser verificadas no ​datasheet ​do modelo, caso haja possibilidade de 
identificação. Nos LEDs utilizados nos circuitos elétricos montados não havia impressão de 
fabricante, suas tensões de saída foram estimadas com base nas características gerais de LEDs 
5mm. 
 
LED Tensão (Volts) Corrente máxima 
(miliamperes) 
Vermelho 1,8-2,0V 20mA 
Verde 2,0-2,5V 20mA 
Azul 2,5-3,0V 20mA 
Branco de alto brilho 3,0-3,5V 30mA 
Tabela 1 
 
Sendo a saída do arduino UNO 5V, em todo caso necessita-se de ao menos um resistor em 
cada circuito do experimento para que não haja sobrecarga de corrente sobre o LED [3] . Para 
definir o resistor adequado a ser utilizado no circuito pisca LED aplica-se a Lei de Ohm, a qual 
relaciona diferença de potencial, resistência e corrente elétrica. 
 
1.2 Lei de Ohm 
 
Georg Simon Ohm foi um físico e matemático alemão do século XIX e, na década de 1820, 
baseou-se no estudo do francês Jean-Baptiste Joseph Fourier de condução do calor para formular 
a primeira teoria matemática da condução elétrica nos circuitos, conhecida por Lei de Ohm [4]. 
Experimentalmente Georg Ohm constatou que, para um condutor mantido à temperatura 
constante, a razão entre a diferença de potencial (ddp ou tensão) entre dois pontos e a corrente 
elétrica é constante, ou seja: 
 
, R = I
V 
Resistência elétrica em ohm ( ) = ​ diferença de potencial elétrico em volts (V)Ω 
 corrente elétrica em ampère (A) 
 
Aplicando a Lei de Ohm ao circuito com LED, tem-se: 
 
 V ​(arduino)​ = R ​(resistores)​ i ​(LED)​ + V ​(LED). ​ (1)× 
 
 
1.3 Resistores no circuito pisca LED 
 
Resistores são componentes eletrônicos não polarizados que limitam o fluxo de corrente 
elétrica que passa por seu material, causando uma queda de tensão. A essa limitação dá-se o 
nome ​resistência e define a dificuldade dos elétrons de passar pelo componente, dissipando 
energia elétrica em energia térmica nesse processo [5]. 
No experimento foram utilizados resistores 0,25 watt (potência) de filme metálico; são 
cilindros de porcelana envoltos em películas de níquel-cromo. No revestimento encontra-se uma 
resina protetora com impressão de faixas coloridas (ou bandas), a cor e a posição das faixas 
indicam valor nominal e tolerância (Figura 1). 
 
 
 
Figura 1: código de cores 
 
O aumento de resistência no circuito resulta na diminuição de corrente que chega ao LED. Com 
(1) e (Tabela 1) pode-se inferir a resistência mínima para que o LED funcione. 
 
LED Resistência mínima 
Vermelho 160 Ω 
Verde 150 Ω 
Azul 125 Ω 
Branco de alto brilho 67 Ω 
Tabela 2: resistência mínima para não sobrecarga. 
 
 
 
 
 
2. Objetivo 
 
Introduzir e familiarizar-se com o uso do microcontrolador arduino UNO e sua linguagem de 
programação. Montar circuitos elétricos simples em que diodos fotoemissores (LEDs) pisquem, 
e verificar o comportamento desses circuitos sob alterações nos códigos. 
 
 
3. Metodologia 
 
O experimento foi dividido em duas etapas. A primeira etapa consistiu em duas práticas com 
circuitos simples de pisca LED com intervalos variados: uma prática com diodo fotoemissor 
colorido e outra com diodo branco de alto brilho. A segunda etapa fundamentou-se em montar 
um circuito de pisca-pisca colorido com o LED RGB. 
 
 
4. Materiais 
 
● Microcontrolador arduino UNO; 
● Protoboard​; 
● LED monocromático; 
● LED branco de alto brilho; 
● LED RGB; 
● Jumpers ​(fios de ligação); 
● Resistores ôhmicos; 
● Computador com software de programação Arduino 
● Cabo USB 
 
 
5. Procedimento 
 
Na primeira prática montou-se um circuito simples conectando o arduino à ​protoboard ​da 
seguinte forma: 
 
 
 ​Figura 2: circuito prática um Figura 3: código blink prática um 
 
O fio amarelo conecta o pino 13 do arduino ao resistor em série com o LED verde, o terminal 
negativo do diodo conecta-se pelo fio vermelho ao GND (​ground ou terra) da placa. Nessa 
primeira prática foi usada a rotina arduino “Blink” para fazer o LED piscar (Figura 3). No código 
há o comando de um ​loop com período de 1 segundo com o LED ligado (​high​) seguido do 
intervalo de 1 segundo com o LED apagado (​low​). Inicialmente o circuito continha um resistor 
de 10 k , não houve emissão de luz. Verificando o código de cores dos resistores (Figura 1) e Ω 
(Tabela 2), trocou-se o resistor utilizado inicialmente por um de 300 ; o LED acendeu Ω 
(Figura 2). 
Em seguida os intervalos do código para o LED ligado e desligado foram alterados e 
compilados (Figuras 4 e 5). Na segunda prática o mesmo foi feito com um LED de alto brilho 
(Figura 6). 
 
Figura 4: código blink prática um, intervalos alterados para 1,5s ​high​ e 0,5s ​low. 
 
 
Figura 5: código blink prática um, alterado para intervalos decrescentes. 
 
 
Figura 6: circuito com led de alto brilho 
 
Na segunda etapa do experimento foi usado um circuito mais elaborado com um LED RGB. 
Com apenas um “​output​” configurado no arduino, somente uma cor do LED RGB era obtida. 
Para que mais ​chips fossem ligados outras portas foram configuradas. Definiu-se novas portas no 
código do arduino, nomeadas de acordo com a cor a ser emitida (Figura 7). As cores dos fios do 
circuito correspondem a cor emitida pelo ​chip​ do terminal a que conectam (Figuras 8, 9 e 10) . 
 
 
Figura 7: código LED RGB 
 
 
Figura 8: led verde alimentado por fio verde 
Figura 9: led azul alimentado por fio azul 
Figura 10: led vermelho alimentado por fio vermelho 
 
 
 
6. Conclusão 
 
Na primeira prática do procedimento a não emissão de luz ao usar um resistor de 10k coincide Ω 
com a teoria apresentada nas seções 1.2 e 1.3, ou seja, uma queda demasiada de corrente 
compromete a emissão de luz pelo LED. 
O experimento, de interação prática e resultados visíveis, foi oportuno em familiarizar práticas 
com o uso de circuitos elétricos e sua programação. 
 
 
7. Referências 
 
[1] “​LED:light emitter diode”. Disponível em:​ ​https://abqrs.com.br/led/ 
Acesso em: 12 de Março de 2018. 
 
[2] “Curso de Eletrônica – Como funciona um LED RGB”. ​Disponível em: 
http://www.bosontreinamentos.com.br/eletronica/curso-de-eletronica/curso-de-eletronica-como-f
unciona-um-led-rgb/ 
Acesso em: 12 de Março de 2018. 
 
[3] “​Aula Zero”.​ ​Disponível em: 
https://ifserv.fis.unb.br/moodle/pluginfile.php/169191/mod_resource/content/1/aula_zero_lica_is
f12018.pdf 
Acesso em: 12 de Março de 2018. 
 
[4] “​Georg Simon Ohm”.​ ​Disponível em: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Georg_Simon_Ohm 
Acesso em: 12 de Março de 2018. 
 
[5] “Resistores e códigos de cores”. ​Disponível em: 
http://www.cear.ufpb.br/arquivos/pet/1%C2%BA_Experimento_-_Curso_de_Eletricidade_B%C
3%A1sica_2.pdf 
Acesso em: 12 de Março de 2018.