Componentes Eletrônicos mais Utilizados em Circuitos Digitais

Veja neste artigo uma relação dos componentes de eletrônica digital mais utilizados nas bancadas em projetos de aprendizado

Quem está iniciando no aprendizado de eletrônica digital e pretende montar seu laboratório caseiro, muitas vezes fica na dúvida sobre quais componentes comprar.
CIs, Transistores, Resistores… Uma imensa variedade de valores! Quais os modelos que, com certeza, vou precisar para realizar minhas primeiras experiências?
Pensando nisso, elaborei essa lista com os componentes “mais” comuns utilizados em projetos básicos. Aproveitei também para fazer um resumo descrevendo a finalidade de cada um, seus principais tipos e valores.

Obs: Não inclui aqui os microcontroladores, apenas componentes de eletrônica digital básica.

Componentes Eletrônicos – Conceitos

Um componente eletrônico é todo dispositivo conectado a um circuito eletrônico que transmite a corrente elétrica através de um elemento condutor, semicondutor ou no vácuo.
São divididos em duas categorias:

• Componentes Passivos: São aqueles que não aumentam a intensidade da corrente ou tensão do circuito, embora possam retardar a corrente ou armazenar energia elétrica. São eles: resistores, capacitores, indutores, sensores e antenas. São também conhecidos como componentes elétricos.
• Componentes Ativos: São os que fornecem ganho à corrente, ou as direcionam. Fazem parte desse grupo os diodos, transistores, circuitos integrados, dispositivos opto eletrônicos e fontes de energia. São também conhecidos como componentes digitais.

Outro atributo dos componentes eletrônicos é a polaridade (condição elétrica que determina o sentido, no qual a corrente elétrica tende a circular). Componentes polarizados possuem polos elétricos e, portanto,  devem ser colocados no circuito na posição correta. Quando falamos em polos elétricos, não necessariamente significa que são positivos e negativos, mas sim que recebem tensões diferentes.

Podemos classificar também os componentes de acordo com o emprego da seguinte forma:

• Entrada de dados: São usados para fazer a interface homem-máquina. Através deles os usuários podem fornecer dados para o processamento do circuito. Entre eles, podemos relacionar os potenciômetros, os botões, os capacitores, etc.
• Processamento: Realizam a  lógica do circuito. Circuitos integrados, transistores e microcontroladores são o principais componentes dessa categoria.
• Saída de dados: Exibem o resultado final do processamento. São eles: LEDs, Displays, etc.
• Componentes de apoio: Realizam a proteção do circuito, bem como ajustam valores elétricos para o seu correto funcionamento. Destacam-se aqui os resistores, fontes de alimentação, diodos, capacitores, etc.

Vamos detalhar agora os principais componentes utilizados em circuitos eletrônicos com seus principais valores e quais você deve ter em seu laboratório.

Resistores

O resistor, sem dúvida, é o componente mais usado em eletrônica e, por sorte, o mais barato. É uma praga! Dificilmente você vai ver um circuito elétrico ou eletrônico que não possua um desses “listradinhos”. Por isso não economize com eles. Compre pelo menos 30 unidades de cada um.

Vejamos sua ficha técnica:

Definição: Componente que tem por finalidade oferecer uma oposição à passagem de corrente elétrica. É usado também para transformar energia elétrica em energia térmica por meio do Efeito Joule.

Unidade de medida: Ohm (Ω), em Homenagem ao físico e matemático Alemão Georg Simon Ohm.

Classificação: Componente de apoio, passivo e sem polaridade.

Valores mais utilizados (em Ohms): 15, 150, 1.5K, 15K, 150K, 22, 220, 2.2K, 22K, 220K, 33, 330, 3.3K, 33K, 330K, 47, 470, 4.7K, 47K, 470K, 68, 680, 6.8K, 68K, 680K, 10, 100, 1K, 10K, 100K, 1M

Variações:  Existem também os resistores variáveis cujos valores de resistência podem ser ajustados por um fator externo, como um movimento mecânico, por exemplo. Entre eles, o mais comum é o potenciômetro que abordaremos mais abaixo.

Referências:

• Ensinamentos do Mestre Jedi
• Como medir um resistor
• Como identificar um resistor

Diodos

O diodo é menos utilizado em aplicações básicas de eletrônica digital, mas é bom ter alguns deles no seu laboratório para a realização de experiências mais sofisticadas.

Definição: componente  que permite a passagem da corrente elétrica somente em um sentido, ou seja, ele funciona como uma chave de acionamento automático (fechada quando o diodo está diretamente polarizado e aberta quando o diodo está inversamente polarizado).
Muito utilizado em circuitos retificadores, ceifadores, multiplicadores, etc.

Classificação: Componente de apoio, ativo e com polaridade

Modelos mais utilizados: 1N4148, 1N4001 a 1N4007

Variações: Podemos destacar o Diodo Zener que são fabricados para conduzir a corrente elétrica em sentido inverso (polarização inversa) e o Diodo LED que discutiremos mais abaixo.

Referências:

• Eletrônica Didática
• Aplicações dos diodos

LEDs

O LED é um caso a parte. É a estrela da eletrônica. Sua função é brilhar. Você vai usar muito ele como saída de dados, para exibir resultados, testes ou apenas para produzir efeitos bonitos.

Definição: O LED (Light Emitting Diode ou Diodo Emissor de Luz) é um diodo semicondutor que, quando é energizado, emite luz visível de uma determinada cor. Essa cor dependente do cristal e da impureza de dopagem com que o componente é fabricado.

Classificação: Componente de saída de dados e, apesar de ser um diodo feito com material semicondutor, o LED é considerado como passivo com polaridade.

Modelos mais utilizados: LEDs difusos (2V a 3V) de diversas cores.

Variações: São importantes também os LEDs de alto brilho e os LEDs RGB que, através da combinação das cores básicas, é capaz de gerar milhares de cores.

Referências:

• O que é o LED e como funciona
• LEDs na Wikipedia
• LEDs com Arduino

Capacitores

Definição: O Capacitor é um componente elétrico que armazena energia (carga elétrica) em um campo magnético para usá-la futuramente quando houver resistência em seus terminais. O efeito do capacitor é conhecido como capacitância. Podemos dizer que o capacitor é uma bateria simplificada.
São fabricados com diversos tipos de materiais, sendo cada um para uma finalidade específica. Os capacitores cerâmicos e de mica são indicados para circuitos de altas frequências, os de poliéster e eletrolíticos são indicados para aplicações em circuitos de corrente contínua e de baixas frequências. 

Unidade de medida: Farad (F), em homenagem ao físico-químico britânico Michael Faraday.

Classificação: Componente de apoio, muitas vezes usados como entrada de dados, como nos projetos com o CI 555. Os capacitores de cerâmica e poliéster não possuem polaridade. Os eletrolíticos SIM!

Valores mais usados (em µF): 0.1, 0.15, 0.22, 0.33, 0.47, 0.68, 1, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7, 6.8, 10, 15, 22, 47, 68, 100, 220, 330, 470, 1000.
Em eletrônica digital, os tipos mais frequentes são os de poliéster e os eletrolíticos.

Variações: Poderíamos citar os capacitores variáveis (Trimmers), mas esses entraram em desuso.

Referências:

• Capacitores na Wikipedia
• Ensinamentos do Mestre Jedi
• Tipos de capacitores

Transistores

Considerado por muitos como uma das maiores invenções da história moderna, o transistor tem grande aplicação em circuitos eletrônicos e possibilitou a criação de aparelhos  cada vez mais avançados, como os computadores, e está relacionado a praticamente uma revolução no modo de vida das pessoas

Definição: O Transistor é um componente capaz de amplificar ou interromper sinais ou energia elétrica. É composto de um material semicondutor com pelo menos três terminais para conexão. Por isso sua polarização é diferente dos demais componentes de dois terminais (pernas).

Classificação: Componente usado no processamento da informação e também como apoio, é ativo e polarizado

Modelos mais usados: 2N-3906, 2N-3904, PN2222, BC548, BC558

Variações: Como existem muitos tipos diferentes de transistores, nada melhor que um gráfico para entender melhor:

Referências:

• Notas de Aula do Prof.Sérgio
• Ensinamentos do Mestre Jedi

Circuitos Integrados

O circuito integrado é sinônimo de eletrônica digital. Então você irá usar muitos deles em seus experimentos. Na verdade, o CI é mais do que um componente eletrônico, mas sim é um conjunto de componentes encapsulados em um mini circuito. Abordaremos aqui somente os CIs básicos que são usados em grande parte dos projetos.

Definição: O circuito integrado (ou simplesmente C.I.) é um circuito eletrônico que incorpora miniaturas de diversos componentes (principalmente transistores, diodos, resistores e capacitores), “gravados” em uma pequena lâmina (chip) de silício. O chip é montado e selado em um bloco (de plástico ou cerâmica) com terminais que são conectados aos seus componentes por pequenos fios condutores.

Classificação: Componente usado no processamento da informação, é ativo e “polarizado”. Colocamos polarizado aqui, apenas no sentido que ele tem “um jeito certo” de ser colocado no circuito.

Modelos mais usados: São tantos, que precisamos fazer uma classificação de acordo com a funcionalidade. Veja que aqui, estamos apenas indicando o CI pelo seu número. Na prática, cada fabricante acrescentará outros códigos para diferenciar um CI do outro. Assim por exemplo, o CI 555 será encontrado no mercado como NE555P ou TLC555P ou LMC555CN. Cada um poderá ter diferenças de consumo, precisão, etc. Mas a lógica é a mesma.

• Portas Lógicas: 7404 (NOT), 7408 (AND), 7432 (OR), 7400 (NAND), 7402 (NOR), 7486 (XOR), 74266 (XNOR)
• Temporizadores:  555 e 556.
• Contadores: 4017 (década), 74393 (binário), 40192 (Década)
  
• Amplificadores operacionais:  LM741 e LM324
• Reguladores de Tensão:  78XX, onde XX é a tensão regulada pelo chip
• Multi/Demultiplexadores: 4051, 4052, 4053
• Decodificadores: 7442, 7447, 4028, 4511
  

Referências:

• Categorias de circuitos integrados
• Wikipedia
• Nova geração de CIs

Outros componentes

Deixei para o final alguns componentes muito importantes usados principalmente para entrada e saída de dados nos circuitos, ou seja, realizam a interação homem-máquina.

Botões: O botão é um componente que conecta dois pontos do circuito quando está pressionado. Por exemplo, um circuito que, quando o botão está pressionado o LED se acende. Destacamos aqui as chaves táteis (push buttons), as gangorras e as chaves com trava.

Potenciômetros: Como vimos, o potenciômetro é uma resistência variável. Os mais utilizados são os potenciômetros de 10K Ω e 100K Ω.

Display de sete segmentos: Display  composto de sete elementos, os quais podem ser ligados ou desligados individualmente para formar números.

Conclusão

Quando comecei a estudar eletrônica, umas das minhas primeiras dificuldades foi montar o laboratório para realizar minhas experiências, pois as informações estavam espalhadas. Por isso escolhi esse assunto para escrever meu primeiro artigo sobre eletrônica digital.

Esta lista nem chega perto de ser definitiva, mas espero que ajude o leitor estudioso do assunto.

Até a próxima!