Laboratorio M1K Analog Devices: Diodos e Leds: mudanças entre as edições

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*Modulo '''Analog Devices M1K''' e software '''Pixelpulse'''
*Modulo '''Analog Devices M1K''' e software '''Pixelpulse'''
*Componentes Eletrônicos:
*Componentes Eletrônicos:
**Resistor:  100Ω
**Resistor:  100 Ω e 470 Ω
**Leds vermelho, verde e amarelo
**Leds vermelho, verde e amarelo
**Diodo 1N914
**Diodo 1N914


==Procedimentos Práticos==
==Procedimentos Práticos==
===Funcionamento dos Leds===
#Identifique os '''leds''' e o '''diodo''' que serão utilizados no experimento. Observe a '''polaridade''', '''anodo''' (positivo) e '''catodo''' (negativo), dos '''leds''' e do '''diodo'''. Tanto '''leds''' quanto '''diodos''' somente '''conduzem corrente''' somente quando '''polarizados diretamente''', ou seja, do anodo para o catodo.
#Identifique os '''leds''' e o '''diodo''' que serão utilizados no experimento. Observe a '''polaridade''', '''anodo''' (positivo) e '''catodo''' (negativo), dos '''leds''' e do '''diodo'''. Tanto '''leds''' quanto '''diodos''' somente '''conduzem corrente''' somente quando '''polarizados diretamente''', ou seja, do anodo para o catodo.
#Na configuração do módulo '''Analog Devices M1K''', desabilite ''Repeated Mode'' e habilite ''X-Y plots''.
#Na configuração do módulo '''Analog Devices M1K''', desabilite ''Repeated Mode'' e habilite ''X-Y plots''.
#Selecione o '''canal A''' para gerar uma '''onda triangular''' variando entre 0 V e 2.0 V e '''frequência''' de 10 Hz.
#Selecione o '''canal A''' para gerar uma '''onda triangular''' variando entre 0 V e 2.0 V e '''frequência''' de 10 Hz.
#Usando a '''matriz de contatos''' e fios, conecte o '''terra''' ao anodo e o '''canal A''' ao catodo do '''led amarelo'''
#Usando a '''matriz de contatos''' e fios, conecte o '''terra''' ao catodo e o '''canal A''' ao anodo do '''led amarelo'''
#Ajuste a escala do '''eixo Y''' do '''gráfico X-Y''' para medir corrente na faixa de 0.00 A até 0.09 A (90 mA), usando o botão direito do mouse.
#Observe o '''led piscando''', a forma de '''onda triangular''' aplicada sobre o '''led''', a '''forma de onda''' da '''corrente''' e também o '''gráfico X-Y''', que mostra a '''corrente versus tensão''' sobre o led.
#Varie a tensão de pico da '''onda triangular''' de 1,8 V até 2,4 V e observe na '''forma de onda''' da '''corrente''' o ponto em que o '''led''' começa a conduzir (próximo de 2 V). Analise também o '''gráfico X-Y''' e identifique a '''tensão''' em que a '''corrente''' sobre o '''led''' começa a aumentar.
#Repita os procedimentos para o '''led vermelho''' e '''verde''' e compare os resultados.
 
;Análises dos dados:
*A análises da '''formas de onda''' da '''corrente''' e dos '''gráfico X-Y''' mostram que os '''leds amarelo, vermelho e verde''' começam a conduzir em tensões diferentes, entre 1,7 e 2,2 V. Isto é devido ao espectro de frequência da luz emitida pelo led. Na prática considera-se a '''tensão de condução''' dos '''leds''' em '''2 V'''.
*Outra questão que as curvas características da '''corrente versus tensão''' mostram é um aumento rápido da corrente com a tensão a partir do ponto de condução. Portanto, é obrigatório conectar um '''resistor''' em '''série''' com o '''led''' para limitar a corrente. Caso contrário o '''led''' poderá queimar.
 
===Funcionamento dos Diodos===
#Altere a '''onda triangular''' gerada pelo '''canal A''' variar entre 0 V e 0,6 V e e troque o led pelo '''diodo 1N914''', observando a polaridade do diodo.
#Ajuste a escala do '''eixo Y''' do '''gráfico X-Y''' para medir corrente na faixa de 0.00 A até 0.09 A (90 mA).
#Varie a tensão de pico da '''onda triangular''' de 0,5 V até 0,9 V e observe na '''forma de onda''' da '''corrente''' o ponto em que o '''diodo''' começa a conduzir (próximo de 0,7 V). Analise também o '''gráfico X-Y''' e identifique a '''tensão''' em que a '''corrente''' sobre o '''diodo''' começa a aumentar.
 
;Análises dos dados:
*A análise do '''gráfico X-Y''' para o '''diodo de sinal''' mostra que o mesmo é mais preciso que as '''curvas I versus V''' dos '''leds''', pois estes componentes são construídos justamente para operarem em circuitos de precisão.
 
===Resistor de proteção dos Leds===
#Selecione o '''canal A''' para gerar uma '''tensão constante''' de 5 V e o '''canal B''' para '''Medir Tensão'''.
#Monte na matriz de contatos o circuito com '''resistor''' de 100 &Omega; e '''led amarelo''' da figura: [[Arquivo:lab_led.png|300px]] <ref name=lab_8/>
#Verifique a '''tensão''' sobre o '''led''' no '''canal B''' e a '''corrente''' no circuito no '''canal A'''. Compare o valor da corrente com o valor teórico calculado.
#Repita o procedimento para os leds vermelho e verde.
#Troque o '''resistor''' por um de 470 &Omega;, verifique a diferença no '''brilho''' do '''led''' e também a nova '''corrente''' no circuito.
 
==Fundamentos sobre Diodos e Leds==
*'''[[Diodos]]'''
*'''[[Leds]]'''


==Observações e Conclusões==
==Observações e Conclusões==
*
*'''Diodos''' e '''leds''' (ideais) conduzem '''corrente''' em um único sentido e se comportam como um circuito aberto no sentido contrário.
*Os '''diodos''' são construídos de '''junções pn''' de materiais '''semicondutores''' e apresentam uma característica '''exponencial''' na '''relação I/V''', conduzindo corrente a partir da tensão de condução.
*As '''junções pn''' emitem '''fótons''' e são utilizados para produzirem '''leds''' de várias cores.
*Quando em condução '''leds''' (ou diodos) apresentam resistência muito baixa, portanto, necessitam de '''resistores''' para '''limitar''' a corrente sobre o '''led''' (ou diodo).
*'''Diodos de silício''' têm a tensão de condução em torno de 0,7 V. '''Diodos de germânio''' têm a tensão de condução em torno de 0,2 V.


==Referências==
==Referências==

Edição atual tal como às 18h03min de 20 de setembro de 2021

Laboratório: Introdução aos Diodos e Leds

Este laboratório foi baseado no material disponibilizado pela Analog Devices, fabricante do módulo educacional M1K Analog Devices: [1]

Objetivos

Conhecer o funcionamento básico dos diodos de sinal e dos leds (diodos emissores de luz).

Equipamento e Materiais

  • Modulo Analog Devices M1K e software Pixelpulse
  • Componentes Eletrônicos:
    • Resistor: 100 Ω e 470 Ω
    • Leds vermelho, verde e amarelo
    • Diodo 1N914

Procedimentos Práticos

Funcionamento dos Leds

  1. Identifique os leds e o diodo que serão utilizados no experimento. Observe a polaridade, anodo (positivo) e catodo (negativo), dos leds e do diodo. Tanto leds quanto diodos somente conduzem corrente somente quando polarizados diretamente, ou seja, do anodo para o catodo.
  2. Na configuração do módulo Analog Devices M1K, desabilite Repeated Mode e habilite X-Y plots.
  3. Selecione o canal A para gerar uma onda triangular variando entre 0 V e 2.0 V e frequência de 10 Hz.
  4. Usando a matriz de contatos e fios, conecte o terra ao catodo e o canal A ao anodo do led amarelo
  5. Ajuste a escala do eixo Y do gráfico X-Y para medir corrente na faixa de 0.00 A até 0.09 A (90 mA), usando o botão direito do mouse.
  6. Observe o led piscando, a forma de onda triangular aplicada sobre o led, a forma de onda da corrente e também o gráfico X-Y, que mostra a corrente versus tensão sobre o led.
  7. Varie a tensão de pico da onda triangular de 1,8 V até 2,4 V e observe na forma de onda da corrente o ponto em que o led começa a conduzir (próximo de 2 V). Analise também o gráfico X-Y e identifique a tensão em que a corrente sobre o led começa a aumentar.
  8. Repita os procedimentos para o led vermelho e verde e compare os resultados.
Análises dos dados
  • A análises da formas de onda da corrente e dos gráfico X-Y mostram que os leds amarelo, vermelho e verde começam a conduzir em tensões diferentes, entre 1,7 e 2,2 V. Isto é devido ao espectro de frequência da luz emitida pelo led. Na prática considera-se a tensão de condução dos leds em 2 V.
  • Outra questão que as curvas características da corrente versus tensão mostram é um aumento rápido da corrente com a tensão a partir do ponto de condução. Portanto, é obrigatório conectar um resistor em série com o led para limitar a corrente. Caso contrário o led poderá queimar.

Funcionamento dos Diodos

  1. Altere a onda triangular gerada pelo canal A variar entre 0 V e 0,6 V e e troque o led pelo diodo 1N914, observando a polaridade do diodo.
  2. Ajuste a escala do eixo Y do gráfico X-Y para medir corrente na faixa de 0.00 A até 0.09 A (90 mA).
  3. Varie a tensão de pico da onda triangular de 0,5 V até 0,9 V e observe na forma de onda da corrente o ponto em que o diodo começa a conduzir (próximo de 0,7 V). Analise também o gráfico X-Y e identifique a tensão em que a corrente sobre o diodo começa a aumentar.
Análises dos dados
  • A análise do gráfico X-Y para o diodo de sinal mostra que o mesmo é mais preciso que as curvas I versus V dos leds, pois estes componentes são construídos justamente para operarem em circuitos de precisão.

Resistor de proteção dos Leds

  1. Selecione o canal A para gerar uma tensão constante de 5 V e o canal B para Medir Tensão.
  2. Monte na matriz de contatos o circuito com resistor de 100 Ω e led amarelo da figura: [1]
  3. Verifique a tensão sobre o led no canal B e a corrente no circuito no canal A. Compare o valor da corrente com o valor teórico calculado.
  4. Repita o procedimento para os leds vermelho e verde.
  5. Troque o resistor por um de 470 Ω, verifique a diferença no brilho do led e também a nova corrente no circuito.

Fundamentos sobre Diodos e Leds

Observações e Conclusões

  • Diodos e leds (ideais) conduzem corrente em um único sentido e se comportam como um circuito aberto no sentido contrário.
  • Os diodos são construídos de junções pn de materiais semicondutores e apresentam uma característica exponencial na relação I/V, conduzindo corrente a partir da tensão de condução.
  • As junções pn emitem fótons e são utilizados para produzirem leds de várias cores.
  • Quando em condução leds (ou diodos) apresentam resistência muito baixa, portanto, necessitam de resistores para limitar a corrente sobre o led (ou diodo).
  • Diodos de silício têm a tensão de condução em torno de 0,7 V. Diodos de germânio têm a tensão de condução em torno de 0,2 V.

Referências

  1. ↑ 1,0 1,1 https://wiki.analog.com/university/courses/engineering_discovery/lab_8

Evandro.cantu (discussão) 12h29min de 6 de julho de 2020 (-03)

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