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. | |||
#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. | |||
#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 Ω 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 Ω, 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
- 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.
- 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 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 Ω e led amarelo da figura:
[1] - 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 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
Evandro.cantu (discussão) 12h29min de 6 de julho de 2020 (-03)
