Como entender circuitos analógicos?

HROGDev · 22 de dezembro de 2023

Boa tarde a todos!

Eu trabalho em uma empresa que projeta sua própria placa eletrônica e também manda para que seja construída para depois vendê-la no ramo de solda. Eu não sou um projetor, arquiteto, nem técnico em eletrônica, trabalho com informática. No entanto gostaria de aprender a forma correta de iniciar um projeto de como fazer um circuito (por exemplo um carregador de celular).

Estou concluindo o livro do Torres sobre eletrônica e assim já consigo identificar muito bem componentes e montá-los em uma protoboard, tenho vontade de fazer um circuito por exemplo que carregue uma bateria de lítio 4v e aqui vem minha dúvida: Como se planeja uma placa de circuito impresso? É na base da tentativa e erro? Pois há circuitos que fornecem alimentação DC e que acabam esquentando demais alguns resistores e isso me parece que eu não tenho o conhecimento suficiente, alguma sugestão de livro ou puxão de orelha?

.if · 22 de dezembro de 2023

1 hora atrás, HROGDev disse:

É na base da tentativa e erro?

Não amigo. São necessários conhecimentos, obviamente.

1 hora atrás, HROGDev disse:

isso me parece que eu não tenho o conhecimento suficiente

Isso sim faz sentido

Permita-me opinar que sua dúvida título é genérica demais pra respostas com qualidade e somatórias. A dica genérica que dou é faça curso técnico em eletrônica e/ou veja alguns videos no youtube e etc. Lembrando que a eletrônica tem várias ramificações. Nada impede de você estudar todas mas de novo a dica: foque na que mais lhe apetece.

Por fim a dica de quem já está há décadas neste ramo: hoje em dia praticamente não existe projeto feito do zero. Após aprender o básico e escolher o ramo, trate de estudar, entender, copiar e melhorar projetos e circuitos preexistentes.

1 hora atrás, HROGDev disse:

trabalho em uma empresa que projeta sua própria placa eletrônica

Ah sim... dica importante: após a introdução à este mundo, comece os estudos por ela. Afinal faz parte do seu ganha pão e provavelmente tens toda a documentação ao seu dispor. Uma empresa normal tende a ficar feliz por seu interesse permitindo que os projetistas lhe passem alguma informação.

Renato.88 · 22 de dezembro de 2023

1 hora atrás, HROGDev disse:

No entanto gostaria de aprender a forma correta de iniciar um projeto de como fazer um circuito (por exemplo um carregador de celular).

Conforme @.if disse, não existe mais isso de projetos do zero.

Hoje temos todos os tipos de fontes e carregadores disponíveis a venda, e se quiser fazer um basta procurar um Circuito integrado que atenda a função que procura.

Os circuitos integrados possuem manuais que basicamente já vem o circuito pronto lá, os cálculos são mínimos apenas para determinar tensão e corrente que vai precisar ao projeto. Feito isso então só desenhar a placa.

Atualmente, também existem programas de computador que ajudam a fazer o desenho.

Porém esses programas não fazem tudo sozinho, quem o está manipulando tem que saber por exemplo onde as trilhas devem ser mais grossas, onde se fazem derivações para evitar ruídos (caso seja um projeto de áudio),

Posição dos terminais de fonte para evitar interferências e tudo mais.

Claro que em alguns casos existe a chance de se projetar algo mais complexo que realmente pode-se projetar do zero, indo no seu mesmo exemplo já vi carregadores de celular transistorizados.

Um mundo onde existem as infinitas maneiras de se fazer alguma coisa.

Aí sim será necessário saber calcular tudo de maneira a se fazer um projeto o mais barato e eficiente possível. Um verdadeiro trabalho de engenharia.

Por outro lado a placa de circuito impresso deste tipo de circuito é muito simples.

Eu mesmo já fiz réplicas delas a mão aqui em casa sem nenhum equipamento industrial.

1 hora atrás, HROGDev disse:

tenho vontade de fazer um circuito por exemplo que carregue uma bateria de lítio 4v

Neste tipo de projeto (e em alguns outros também), você precisa responder a você mesmo algumas perguntas:

Como se carrega uma bateria de lítio?

A tensão é fixa?

A corrente é fixa?

E como sei que a bateria recarregou?

Medindo tensão, medindo corrente?

Ou devo monitorar as duas?

Temos que entender o que o circuito deve fazer para aí sim determinar circuitos e componentes que façam a função que queremos.

Então no caso, o primeiro a se fazer é estudar sobre as baterias de lítio.

2 horas atrás, HROGDev disse:

que acabam esquentando demais alguns resistores

Isso se chama economia mesmo.

Quem faz esse tipo de circuito entende que o resistor quente não trará problemas.

Pois é um tipo de componente que a temperatura estabiliza.

rmlazzari58 · 23 de dezembro de 2023

Boas prática em projetos de PCBs (clique).

Mas talvez, no lugar de primeiro aprender para depois fazer, seja melhor ideia aprender fazendo (ou fazer aprendendo).

Pense em algo que poderia melhorar a qualidade de vida. Tem uns projetos simples e bem legais por aí...

Por exemplo, que tal um temporizador que, acionado um botão, espera 15 minutos e só depois disso dispara um bipe? É bem útil na hora de fazer ovos cozidos, por exemplo. Ou um circuito de ligue um ventilador quando a temperatura ambiente bater nos 28 graus (depois das 11 da manhã) e o desligue quando a temperatura voltar a baixar até uns 22°C, à noite? Bem a calhar nesses tempos, hein? Ou umas caixinha amplificadoras para seu celular, PC ou note?

Para o primeiro você pode usar um CI chamado 555. Com quantos volts? Bateria ou um carregador de celular? E por quanto tempo o temporizador vai ficar bipando? Ou só para de bipar depois que você acionar um outro botão?

Para o segundo, tem um LM35, um LM358, um transistor drive para um relé, talvez... Se no lugar do transistor + relé você quiser pode usar um mosfet. Só que mosfet esquenta... é bom ter isso em mente na hora de corroer uma placa de circuito impresso.

O terceiro, bem... dá para fazer sem ter que confeccionar uma PCB. Mas aí já dá para botar em prática várias coisas da teoria, dá aprender um bocado de coisa: solda, impedância de altofalante, acústica, como usar um multímetro, etc...

E esses são 3 de uma infinidade de coisas que você pode fazer para aprender e praticar eletrônica. Ou praticar e aprender...

Tudo com que você se envolver vai te fazer bem profissionalmente falando. Se bem que hoje em dia o mercado precisa mais de bons técnicos de TI do que projetistas de eletrônica analógica. O importante é fazer o que se gosta.

albert_emule · 4 de janeiro

Títulos como '100 Circuitos com CMOS' escritos por autores como o Professor Newton C. Braga oferecem uma gama de circuitos eletrônicos. Além desses, existem muitos outros livros repletos de exemplos tradicionais da eletrônica analógica, como '100 Circuitos com LM555'.

Para compreender e projetar circuitos eletrônicos, é essencial ter um conhecimento sólido desses circuitos, bem como de matemática avançada.

Conheço alguém autodidata que projeta seus próprios circuitos. Ele possui profundo conhecimento em matemática avançada, incluindo cálculos integrais e fórmulas. Ao pegar um circuito de um livro como exemplo, ele desenvolve os cálculos matemáticos necessários para projetar aspectos como o ganho de um amplificador operacional.

O processo envolve compreender os diferentes circuitos e suas topologias, dominar a matemática avançada - idealmente com formação nessa área - entender princípios de eletromagnetismo (incluindo as equações de Maxwell) para desenhar trilhas de circuito de forma correta e dominar software de simulação como o MATLAB, bem como outros para circuitos impressos, como KiCad, Proteus, entre outros.

albert_emule · 4 de janeiro

Em 22/12/2023 às 17:10, HROGDev disse:

Como se planeja uma placa de circuito impresso? É na base da tentativa e erro? Pois há circuitos que fornecem alimentação DC e que acabam esquentando demais alguns resistores e isso me parece que eu não tenho o conhecimento suficiente, alguma sugestão de livro ou puxão de orelha?

Existem várias diretrizes fundamentais, algumas das quais estão detalhadas nos seguintes sites:

https://embarcados.com.br/10-mandamentos-da-pcb/

https://blog.raisa.com.br/tecnicas-avancadas-de-roteamento-de-trilhas/

Dominar os conceitos avançados de eletromagnetismo, incluindo noções de RF, oferece uma compreensão valiosa do que é correto e incorreto.

No entanto, a falta desse conhecimento não é um obstáculo intransponível para projetar algo. A questão é que, sem um entendimento profundo de matemática avançada, eletromagnetismo e circuitos, torna-se desafiador projetar algo totalmente novo, sem se basear em soluções já existentes no mercado.

Por exemplo, ao projetar um carregador de células de lítio, o processo inicial envolve a seleção de um CI de fonte chaveada de um fabricante. Suponha que você escolha um do tipo UC3843. O datasheet desse componente inclui cálculos para a malha de realimentação, um processo que demanda conhecimentos avançados de matemática.

Um segundo conhecimento crucial é sobre transformadores: é necessário consultar obras como o "Transformer and Inductor Design Handbook", que também exige um entendimento aprofundado de matemática avançada.

Além disso, desenhar as trilhas de acordo com as regras do eletromagnetismo para evitar interferências e aplicar conceitos de RF é essencial para um projeto bem-sucedido de uma fonte chaveada de carregador.

Entretanto, é possível realizar projetos mesmo sem esse conhecimento avançado. Por exemplo, eu peguei uma máquina de solda a eletrodo, analisei seu módulo de controle SMD e criei uma placa de controle PTH adaptada às minhas necessidades. Reutilizei o circuito de controle da máquina, ajustando apenas a fonte de alimentação e os drivers de IGBTs para melhor atender às minhas demandas.

Apesar de não ter conhecimentos avançados de matemática, consegui desenvolver uma fonte chaveada para pequenas aplicações utilizando informações semelhantes às descritas neste blog: https://eletronicaedownloads.blogspot.com/2014/06/projeto-e-calculo-dos-indutores-de-uma.html

alexandre.mbm · 5 de janeiro

Os programas usados no projeto de placas eletrônicas estão incluídos na categoria CAD – Projeto Auxiliado por Computador. Você pode fazer uma analogia direta com a engenharia civil, em suas duas etapas principais: o arquiteto esboçando a planta-baixa, e o engenheiro validando com cálculos. Não se levanta um edifício pra ver se ele cai... o bom senso manda ser ótimo arquiteto, ótimo engenheiro, ótimo comprador, ótimo administrador, ótimo executor (pedreiros, serventes). Quando não se pode ser tudo, que é o comum da realidade, delega-se, compra-se.