Laboratório de Eletricidade e Eletrônica - E2 - IFSP - Eng. Eletrônica

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Engenharia Eletrônica 
 
 
Laboratório de Eletricidade II – LE2 
Laboratório de Eletrônica I – LO1 
 
Professores: Alberto Akio SHIGA e WAGNER de Aguiar 
 
 
Experimento: 02 
 
Título: DIODO / DECODIFICADOR BCD 
 
Data da Realização: ____/____/____ 
 
Data Limite de Entrega: ____/____/____ 
 
GRUPO: _______________ 
 
 
 
Turma: T4 – 1º semestre de 2015 
 Engenharia Eletrônica 
 
 
 
2 
470W
1R
1 4004N
A
V
PARTE – 1 
1 - MATERIAL UTILIZADO 
 
- 1 Diodos 1N4007; 
- Multímetro; 
- Protoboard; 
- Fios para protoboard; 
- Led; 
- Resistor (470Ω); 
 
2 – Meça com o ohmimetro e anote no quadro abaixo, a resistência direta e reversa do diodo. 
 
RDireta 
RReversa 
 
3 - Montar o circuito da figura abaixo, alimentando com diferentes valores de tensão e indicar 
na tabela 1, os valores de corrente obtidos. 
 
Circuito 1 
VD (V) ID(mA) 
0,20 
0,40 
0,50 
0,60 
0,65 
0,70 
0,75 
0,80 
 
Tabela 1 
 
 
 
 
 
 
 
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3 
 
4 - Montar o circuito da figura abaixo, e preencher a tabela. 
 
Circuito 2 
 
VD (V) 0 5 10 15 20 25 30 
ID (mA) 
 
Tabela 2 
 
 
5 - A partir dos valore obtidos nas tabelas 1 e 2 gerar o gráfico da curva característica do 
diodo. I=f(V). 
 
6 – Explicar o procedimento para identificar os terminais dos diodos. 
 
7 – Explicar os valores obtidos durante a medição da resistência direta e reversa do diodo. 
 
8 – Montar o circuito da figura abaixo. Determine o valor do resistor do led no circuito abaixo 
e preencha a tabela. 
Circuito 3 
 
R1V
 
LEDV
 
LEDI
 RCalculado 
 
Tabela 3 
 
 
 
 
 
A 
V 
1R
20m
I
2V10V
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4 
PARTE – 2 
 
1. MATERIAL UTILIZADO 
 
- Osciloscópio; 
- Transformador AC (Entrada 127V e Saída 12/24V) ; 
- 4 Diodos; 
- Lâmpada (Tensão máxima 12V); 
- Multímetro; 
- Protoboard; 
- Fios para protoboard; 
- Led; 
- Resistor (1,2kΩ); 
 
2 – Montar o circuito abaixo e desenhar as formas de onda em cada componente do circuito, 
preencher a tabela. 
 
3 – Medições com multimetro 
 
Vac 
Vd1 
VL 
 
4 – Medições com Osciloscópio 
 
Secundario do transformador 
 
Vac V/Div T/div T 
 
 
Diodo 
 
Vd1 V/Div T/div T 
 
 
Lâmpada 
 
VL (pico) V/Div T/div T 
 
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5 
 
Formas de onda 
 
Escala (Volt/Div) VAC T/Div Escala (Volt/Div) VD1 T/Div 
 
 
Escala (Volt/Div) VL Escala (Volt/Div) 
 
 
 
5 – Montar o circuito abaixo e desenhar as formas de onda em cada componente do circuito, 
preencher a tabela. 
 
6 – Medições com multimetro 
 
Vac 
Vd1 
VL 
 
 
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6 
7 – Medições com Osciloscópio 
 
Secundario do transformador 
 
Vac V/Div T/div T 
 
 
Diodo 
 
Vd1 V/Div T/div T 
 
 
Lâmpada 
 
VL (pico) V/Div T/div T 
 
 
Formas de onda 
 
Escala (Volt/Div) VAC T/Div Escala (Volt/Div) VD1 T/Div 
 
 
Escala (Volt/Div) VL Escala (Volt/Div) 
 
 
 
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7 
8 - Montar o circuito abaixo e desenhar as formas de onda em cada componente do circuito, 
preencher a tabela. 
 
GNDVac
110 V
Vsec 2
6 V
D1
1N4004
Vsec 1
6 V
D2
1N4004
C
L1
D3
1N4004
D4
1N4004
 
 
9 - Medições com multimetro 
 
Vac 
Vd1 
Vd3 
VL 
 
 
10 – Medições com Osciloscópio 
 
Secundario do transformador 
 
Vac V/Div T/div T 
 
 
Diodo 
 
Vd1 V/Div T/div T 
 
 
 
Vd3 V/Div T/div T 
 
 
Lâmpada 
 
VL (pico) V/Div T/div T 
 
 
 
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8 
 
Formas de onda 
 
Escala (Volt/Div) VAC T/Div Escala (Volt/Div) VD1 T/Div 
 
 
 
 
 
 
Escala (Volt/Div) VD3 T/Div Escala (Volt/Div) VL T/Div 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Questionário 
 
1 – Explicar as formas de onda obtidas sobre cada componente. 
 
2 – No circuito abaixo, supondo os diodos do circuito como ideais, determine a leitura do 
voltímetro para as posições das chaves A e B. 
 
 
Chave A Chave B Voltímetro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5V 
1 
2 
A 
1 
2 
B 
V 
5V 
5V 
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10 
DISPLAY DE 7SEGMENTOS E MATRIZ DE PONTOS 
Objetivo 
 
– 7 segmentos. 
 
Material utilizado 
 
– Decodificador de 7 segmentos 
 
 
Introdução 
Nos ensaios anteriores verificamos como um conjunto de sinais digitais pode ser agrupado de 
maneira a representar um valor numérico, utilizando para isso o sistema binário. Vimos ainda 
como realizamos operações aritméticas neste sistema numérico, e como realizamos 
conversões entre sistemas numéricos. 
Porém, como pudemos observar, a representação de números no sistema binário, embora 
essencial para eletrônica digital, nem sempre é intuitiva para a grande maioria das pessoas. 
Imagine se a calculadora, no lugar de dígitos, exibisse uma sequência de LEDs, representando 
os operandos e resultados em binário, não seria nada prático, seria? 
Pois bem, felizmente existem maneiras muito mais intuitivas de realizar esta interface com o 
usuário, uma delas é através do uso de display de 7segmentos. Você certamente já viu este 
dispositivo, seja em rádio relógio, despertadores, medidores de vários tipos, ou mesmo em 
filmes, como temporizador de bombas! Este dispositivo consiste basicamente de 7 LEDs de 
formato alongado, agrupados convenientemente de maneira a formar o dígito 8. Assim, cada 
LED corresponde a um segmento (por isso o nome display 7 segmentos), podendo ser acesos 
ou apagados de maneira a formar os dígitos. Existe ainda um oitavo LED, de formato 
redondo, que representa o ponto decimal. A figura a seguir mostra a disposição destes LEDs 
em display de 7 segmentos. 
 
 
 
 
 
 
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Como podemos verificar pela figura acima, um display de 7 segmentos pode apresentar dois 
esquemas internos de ligação: Catodo Comum e Anodo Comum. No esquema Catodo 
Comum, todos os catodos dos LEDs são interligados, e ficam disponíveis nos pinos centrais 
da parte inferior e superior do display. Assim para acender um determinado LED é necessário 
ligar o pino comum ao GND (basta ligar um deles, não é necessário ligar ambos), e uma 
tensão positiva, via um resistor para limitar a corrente, ao anodo do LED desejado 
(disponíveis nos pinos a, b, c, d, e, f, g ou dp). O esquema anodo comum é exatamente o 
oposto, os anodos encontram-se ligados aos pinos comuns e os catodos disponíveis nos pinos 
de a, b, c, d, e, f, g, e dp. Assim, para acender um LED neste esquema, é necessário aplicar 
Vcc a um dos pinos comuns, e ligar o catodo do LED desejado ao terra, via um resistor para 
limitar a corrente. 
Obviamente, para, a partir de um conjunto de bits, produzirmos a combinação correta dos 
sinais a, b, c, d, e, f e g, que representam o dígito que se deseja exibir, precisamos utilizarum 
decodificador. Os modelos mais comuns de decodificadores, chamados de decodificadores 
BCD - 7segmentos convertem seqüencias de 4 bits (nibbles) de valores de 0000b a 1001b, em 
combinações de sinais que reproduzem dígitos de 0 a 9 no display. A sigla BCD citada 
anteriormente significa Binary Coded Decimal, ou Decimal Codificado em Binário. Este 
formato de representação de valores em binário é um pouco diferente do sistema binário 
convencional que apresentamos anteriormente, e é muito empregado quando utilizamos 
displays de 7 segmentos. 
 
APOSTILA DE TREINAMENTO 
 
No sistema BCD, um valor decimal qualquer é separado em dígitos, e cada dígito é 
representando pelo seu equivalente binário. Note que isto bem diferente de representar um 
número em base 2, conforme ilustra a figura a seguir: 
 
 
 
Este formato de representação é útil quando utilizamos displays 7 segmentos, porque elimina 
nibbles com valores de 1010b a 1111b, que utilizam mais de um dígito para serem 
representados em formato decimal (10 a 15, respectivamente). Em BCD o valor 10 é 
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representado como 0001 0000 e, 15 como 0001 0101; podendo, cada grupo de 4 bits, ser 
enviado para um decodificador diferente, um representando as unidades e outro as dezenas. Se 
utilizássemos o sistema binário puro, então o decodificador das dezenas deveria levar em 
conta alguns dos bits utilizados pelo decodificador de unidades, e apresentaria um circuito 
digital diferente desse. Ou seja, o sistema não seria modular. Já, quando utilizamos BCDs, 
podemos adicionar novos dígitos, apenas acrescentando novos conversores, já que os circuitos 
utilizados para converter o dígito das unidades, dezenas, centenas, e assim por diante, são 
todos idênticos. 
 
PROCEDIMENTO 
Nesta experiência iremos estudar a codificação BCD e montar um circuito decodificador BCD 
– 7 segmentos. 
Exemplo de aplicação: 
 
Decodificadores BCD – 7 segmentos estão presentes sempre que um display de 7 segmentos é 
utilizado, como em rádio relógios, medidores de variados tipos, indicadores em elevadores, 
etc. 
 
1. Inicialmente, utilizando cabos banana de tamanho apropriado, realize as ligações no 
bastidor do conjunto didático conforme mostrado na figura a seguir: 
 
 
 
Nota: Para sua maior segurança, realize estas ligações com o conjunto didático desligado. 
 
 
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2. Primeiramente vamos determinar quais segmentos devem ser acesos para cada dígito a ser 
representado, para isso preencha a tabela a seguir: 
 
 
 
 
 
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3. Agora altere o estado dos geradores de nível lógico, D3 a D0, reproduzindo cada um dos 
valores da tabela anterior e verificando se o dígito representado corresponde ao esperado. 
 
4. Altere os estados dos geradores D3 a D0, introduzindo valores maiores que 1001b. Que 
dígitos são exibidos no display de 7 segmentos? 
 
 
 
5. A partir de sua resposta no item anterior, indique qual o tipo de decodificador está montado 
neste módulo e explique como chegou a esta conclusão. 
 
 
 
6. Qual a diferença entre a representação de um número em BCD e sua representação em base 
binária? 
 
 
7. Vamos praticar um pouco a representação de valores em BCD. Preencha a tabela abaixo, 
com a representação no sistema binário convencional e BCD: 
 
 
 
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8. Agora altere o estado dos geradores de nível lógico, D7 a D0, reproduzindo cada um dos 
valores da tabela anterior e verificando os dígitos exibidos. As chaves devem representar os 
valores de qual coluna da tabela (Binário ou BCD)? 
 
 
 
9. O que aconteceria se inseríssemos nas chaves a combinação da coluna Binária, no item 
anterior? Explique como isso poderia impactar o funcionamento de um circuito digital. 
 
 
 
10. Outra forma de interface com o usuário bastante comum é a matriz de pontos. No módulo 
MED05 temos uma matriz de 7x5 pontos. Cada ponto, ou pixel, pode ser aceso 
independentemente, aplicando-se nível alto em sua linha e nível baixo em sua coluna. Realize 
as ligações a seguir. 
 
 
 
 
11. Ajuste o potenciômetro de 1K para cerca de metade do seu curso (ele será nosso ajuste de 
brilho da matriz. Aplique nível alto em um dos geradores de nível lógico e a coluna 
correspondente deve acender integralmente, pois todas as linhas estão ligadas ao terra. 
 
12. Cite alguns prós e contras de utilizar a matriz em vez do display de 7 segmentos.