Transformadores Variáveis

Transformadores variáveis são dispositivos acessíveis, es- pecialmente os que são operados a partir da rede elétrica CA de 115 volts. Eles são geralmente configurados como “autotransformadores”, o que significa que têm apenas um enrolamento, com um contato deslizante. Eles também são denominados apenas variacs (o nome dado a eles pela em- presa General Radio) e são feitos pela TechniPower, pela Su- perior Electric e outras. A Figura 1.129 mostra uma unidade clássica da General Radio. Normalmente, eles fornecem de 0 a 135 volts CA na saída quando operados a partir de 115 volts e estão disponíveis com especificações de corrente de 1 a 20 ampères ou mais. Eles são bons para testar instrumen- tos que parecem ser afetados por variações de rede elétrica e, em qualquer caso, para verificar o desempenho de pior caso. Aviso importante: não se esqueça de que a saída não é eletricamente isolada da rede elétrica, como seria com um transformador!

1.10 A GOTA D’ÁGUA: CONFUSÃO DE

MARCAÇÕES E COMPONENTES

MINÚSCULOS

Em nosso curso de eletrônica,57 e, de fato, no dia a dia da eletrônica na bancada, deparamo-nos com uma confusão ma- ravilhosa na marcação de componentes. Capacitores, em es- pecial, são simplesmente perversos: eles raramente se preo- cupam com especificação de unidades (mesmo que tenham um alcance da ordem de 12 na magnitude, picofarads para farads), e, para as variedades de dispositivos cerâmicos SMT, eles dispensam quaisquer marcações de qualquer natureza! Pior ainda, eles ainda são apanhados na transição da impres- são do valor como um inteiro (por exemplo, “470”, que signi- fica 470 pF) versus usando a notação de expoente (por exem- plo, “470”, que significa 47  100, ou seja, 47 pF). A Figura 1.130 mostra exatamente esse caso. Outra armadilha para os descuidados (e, às vezes, os cautelosos também) é a pegadi- nha do código de data: o código de quatro dígitos (yydd) pode se passar pelo número de identificação do componente (part number), como nos quatro exemplos na foto. E, confor- me os componentes se tornam cada vez menores, não há es- paço para tudo, mas somente para a mais breve das marca- ções; assim, seguindo a indústria farmacêutica, os fabricantes inventam um código alfanumérico curto para cada compo-

56 _{Uma forma interessante de indutor variável feito antigamente era o variô-}

metro, uma bobina rotativa posicionada dentro de uma bobina exterior fixa e conectada em série com ela. Conforme a bobina interior era girada, a indu- tância total passava de máxima (quatro vezes a indutância de qualquer bobina sozinha) até chegar a zero. Essas coisas eram itens de consumo, listadas, por exemplo, no catálogo da Sears Roebuck de 1925.

57 _{Física 123 (“laboratório de Eletrônica”) Na Universidade de Harvard:}

“Metade do curso (período escolar do outono: repetido no período escolar da primavera). Uma introdução intensiva de laboratório para o projeto de circuitos eletrônicos. Desenvolve a intuição em circuitos e habilidades de de- puração por meio de experiências diárias de laboratório, cada uma precedida por discussões em classe, com o uso mínimo de matemática e física. Move- -se rapidamente a partir de circuitos passivos para transistores discretos e, em seguida, concentra-se em amplificadores operacionais, usado para fazer uma variedade de circuitos, incluindo integradores, osciladores, reguladores e filtros. A metade digital do curso aborda a interface analógico-digital, en- fatizando o uso de microcontroladores e dispositivos lógicos programáveis (PLDs)”. Ver http://webdocs.registrar.fas.harvard.edu/courses/Physics.html.

FIGURA 1.128 Capacitor variável.

FIGURA 1.129 Um transformador variável para rede elétrica

(“Variac”) permite ajustar a tensão de entrada CA para um valor de teste. Aqui é mostrada uma unidade de 5 A, tanto com o ga- binete fechado quanto aberto.

nente. E isso é tudo que você recebe. Por exemplo, o AOP LMV981 da National vem em vários encapsulamentos de 6 pinos: o SOT23 está marcado como “A78A”, o SC70, que é menor, registra “A77”, e os realmente minúsculos microS- MD revelam uma única letra “A” (ou “H”, indicando que é livre de chumbo). E é isso aí.

1.10.1 Tecnologia de Montagem em Superfície: a

Alegria e a Dor

Já que estamos reclamando, lamentemos um pouco sobre a dificuldade de prototipagem de circuitos com dispositivos de montagem em superfície (SMD) pequenos. Do ponto de vista elétrico, eles são excelentes: têm baixa indutância e são compactos. No entanto, é quase impossível conectá-los em uma matriz de contatos (protoboard) para confecção de um protótipo, como é fácil fazer com componentes PTH (Pin Through Hole), tais como resistores com terminais axiais (um fio saindo de cada extremidade) ou circuitos integrados com encapsulamento DIP (Dual In-Line). A Figura 1.131 dá uma ideia da escala desses pequenos componentes, e a Fi- gura 1.132 exibe o verdadeiro horror do mais ínfimo dentre eles – o tamanho “01005” de componentes SMD (0402, na

dimensão métrica) que medem 200 μm  400 μm: não muito mais espesso do que um fio de cabelo humano, e indistinguí- vel de poeira!

Às vezes, você pode usar pequenos adaptadores (de empresas como Bellin Dynamic Systems, Capital Advanced Tecnologies ou Aries) para converter um circuito integrado SMT em um falso DIP. Mas o encapsulamento de montagem em superfície mais denso não tem nenhum terminal, apenas uma série de saliências (que pode somar até alguns milhares!) no lado de baixo; e estes requerem equipamento de “reflow” (técnica de soldagem) críticos antes que você possa fazer qualquer coisa com eles. Infelizmente, não podemos ignorar

FIGURA 1.130 Central de confusão! Os três CIs são marcados

tanto com um número de identificação (por exemplo, UA7812) e um “código de data” (por exemplo, UC7924, que significa a 24ª semana de 1979). Infelizmente, ambos são números de identifi- cação perfeitamente válidos (um regulador de 12 V ou 24 V). O par de resistores (na verdade, duas visões de resistores mar- cados de forma idêntica) sofre do mesmo problema: ele poderia ser 7,32 kΩ ±1%, ou poderia ser 85,0 kΩ ±5% (é o primeiro, mas quem saberia?). Os dois capacitores de cerâmica são mar- cados com 470K (470.000 de algo?), mas, surpresa, o “K” signi- fica uma tolerância de 10%; e, surpresa ainda maior, o capacitor quadrado é de 47 pF, e o outro nas proximidades é de 470 pF. E o que alguém deve fazer ao ler em um bloco preto a marcação 80K000: é um diodo com dois catodos (e sem anodo?)ou um resistor com uma única faixa preta no centro?

FIGURA 1.131 Somos “todos desajeitados” quando trabalha-

mos com tecnologia de montagem em superfície (SMT). Este é um canto de uma placa de circuito de um telefone celular, mos- trando pequenos resistores e capacitores cerâmicos, circuitos integrados com pontos de conexão tipo ball-grid no lado inferior e os conectores Lilliputian para a antena e o painel do display. Veja também a Figura 4.84.

0,5 mm lapiseira 01005 (0402) 0201 (0603) 0402 (1005) polegada (métrico)

FIGURA 1.132 Quão pequenos esses componentes podem

ser?! O SMT de tamanho “01005” (0,016”  0,008”, ou 0,4 mm  0,2 mm) representa o maior insulto da indústria para o expe- rimentador.

essa tendência preocupante, pois a maioria dos novos compo- nentes é oferecida em embalagens de montagem em superfí- cie. Pobre do experimentador-inventor solitário de porão! A Figura 1.133 dá uma ideia da variedade de tipos de compo- nentes passivos que existem em encapsulamentos SMD.