Micro Laboratório de Prototipagem

O µe-Lab

Este micro laboratório de prototipagem eletrônica (µe-Lab) pode ser usado para executar algumas dezenas de pequenos experimentos, que podem ir desde simples controles de luminosidade para LEDs (Vídeo 1), até testadores de controle remoto e outros circuitos. Na proposta inicial de implementação, os aprendizes acessam os componentes eletrônicos pré-fixados em uma placa de prototipagem, necessitando apenas que sejam feitas as conexões entre os terminais dos componentes.

Como já destacado em outras postagens, a integração da prática com o conteúdo teórico é de extrema importância para o processo de ensino e aprendizado, fazendo com que este produto esteja diretamente ligado a este propósito pois:

• Não requer infraestrutura de laboratório, ou seja, é portátil e pode ser usado em qualquer ambiente (inclusive a própria sala de aula);

• Tem baixo custo, permitindo ao aluno que adquira o material necessário (inclusive por metarreciclagem) e use o produto em atividades de ensino continuado na sua própria casa;

• É fácil de ser usado, pois o aprendiz somente se preocupa com as conexões entre os componentes (melhor explicado no próximo parágrafo);

• Permite a implementação rápida de experimentos, podendo ser usado como introdução práticas em quase todas as aulas teóricas de eletrônica básica.

O µe-Lab tem como proposta de trabalho a "evolução" do simples uso de placas de prototipagem e componentes eletrônicos. A proposta inicial para o uso destas placas era distribuir os componentes e os fios, especificando um procedimento para interligação dos componentes (ver Prototipagem de Circuitos Eletrônicos). Usando o procedimento citado os aprendizes comumente perdiam o foco no aprendizado do circuito, pois também estavam preocupados com as regras de inserção e interligação dos componentes. Como no µe-Lab os componentes estão pré-inseridos, a única preocupação é com a conexão entre os terminais destes. Alguns exemplos de circuitos podem ser visualizados na Figura 1, onde podem ser observados circuitos para o acendimento de um LED (a), para geração de sinal para um auto-falante (b) e para testar um controle remoto (c).

Como citado anteriormente, o µe-Lab pode ser usado em quase todas as aulas introdutórias de eletrônica básica. No entanto o seu uso é aconselhado apenas para as primeiras aulas, onde este atua mais como um dispositivo motivacional, onde o aprendiz executa as atividades de maneira tangível. Para as outras aulas (ou atividades) é sugerido o uso de simuladores como o TinkerCAD, pois é gratuito, suas conexões são facilmente visualizadas, permite desenvolvimento colaborativo e normalmente apresenta um número muito maior de componentes e possibilidades. A Simulação a seguir mostra o próprio µe-Lab implementado em simulador. Inicie a simulação e selecione o fototransistor para ajustar a luminosidade.

Material Necessário

Com exceção da placa de prototipagem, todos os componentes do µe-Lab podem ser obtidos por metarreciclagem - basta que tenham terminais de tamanho suficiente para inserção na placa. A Figura 2 mostra a relação entre os símbolos e os componentes usados no µe-Lab, destacando a identificação dos terminais dos dispositivos que necessitam desta. Sendo assim, os seguintes componentes são usados:

• • • 1 Placa de prototipagem (Protoboard);

    • 1 Suporte para 4 pilhas e pilhas, ou um antigo carregador de celular de 6 volts;

    • 2 Chaves de pressão (push-button);

    • 5 Resistores: 100, 470,470, 1K e 100K Ω;

    • 1 Potenciômetro de 10K a 50K Ω;

    • 2 Capacitores: 100n e 220𝜇 F;

    • 1 Diodo de silício de uso geral;

    • 3 LEDs: Vermelho, Amarelo e Verde;

    • 3 Transistores de uso geral: NPN, NPN e PNP;

    • 2 Sensores de luminosidade: LDR e Fototransistor;

    • 1 Auto Falante (buzzer).

Montagem e Uso

A montagem usada como exemplo é bastante simples, bastando inserir os componentes obedecendo a ordem descrita na Figura 2. Aconselha-se que os componentes sejam fixados permanentemente na placa usando algum tipo de cola (é sugerido o uso de cola quente). Um exemplo de uso do ambiente é apresentado na Figura 3, que demonstra a montagem de um simples testador de controle remoto.

Figura 3 - Demonstração de uso do µe-Lab.

O Vídeo 2 mostra o uso do µe-Lab implementando o testador de controle remoto. Observe que ao pressionar um botão qualquer do controle remoto, um LED (no controle) irá pulsar e esta sequência de pulsos será observada também no LED do testador, constatando assim o funcionamento correto do controle testado.

O µe-Lab Versão 2

Nesta nova implementação, o laboratório portátil se torna mais robusto. Na versão anterior os componentes poderiam ser retirados, ou até acidentalmente sair da placa, com uma certa facilidade. Nesta versão (Figura 4) os componentes foram soldados em uma placa de circuito, onde também foram soldados conectores, para fazer a ligação entre a placa de circuito e a placa de prototipagem.

Para Fazer e Saber Mais

• Meta Protoboard.

• Luz Noturna.

• Temporizador Simples.

• Alarme Simples.

• Circuitos Eletrônicos Simples e Grátis para Montar.

• Montando Circuitos Eletrônicos.

• Circuitos Eletrônicos e Projetos.

• Curso Rápido de Eletrônica Básica.

Atualizado em 10/01/2023 (Cássio D. B. Pinheiro).