122464049 eletronica automotiva pdf

5/21/2018 122464049 Eletronica Automotiva PDF

1/89

Eletrnica automotiva - 1 (Revisando Conceitos Bsicos deEletricidade)

Escrito por Newton C. Braga

Para entender o funcionamento do automvel moderno no basta o conhecimento da mecnica. preciso conhecer eletricidade bsica e a partir dela os fundamentos da eletrnica. So justamente estesfundamentos que daremos a partir de agora no nosso curso, iniciando pela reviso dos conceitos bsicosde eletricidade.

Circuito eltrico, corrente, tenso e resistnciaUma corrente eltrica consiste num fluxo de cargas que circula atravs de um fio condutor. Estas cargasso os eltrons que encontram liberdade de movimento em materiais como os metais, conforme mostraa figura 1. Estes materiais so denominados condutores de corrente eltrica.

Para que as cargas se movimentem atravs de um material preciso que uma fora externa as empurre.Nos deparamos ento com dois conceitos muito importantes da eletricidade:- A fora externa que empurra as cargas que funciona como a presso de um cano de gua. Esta fora denominada tenso eltrica e medida em volts (V).

- A prpria corrente que consiste no fluxo de cargas, ou seja, na quantidade de eltrons que passam pelocondutor. A corrente medida em amperes (A).

Assim, para termos uma corrente (fluxo de eltrons) precisamos aplicar num condutor uma tenso queempurre os eltrons. A tenso a causa e a corrente o efeito, conforme mostra a figura 2.

(figura2)


2/89

No entanto, os condutores no so perfeitos. Os eltrons que formam uma corrente encontram uma certadificuldade para passar atravs dos fios. Essa dificuldade denominada resistncia e constante. Aresistncia de um fio medida em ohms (.). Se aplicarmos a um condutor, que apresenta uma certaresistncia, uma tenso, a corrente vai ser determinada pela resistncia desse condutor. A resistncia

limita portanto a intensidade da corrente num fio. Maior resistncia, menor corrente com a mesmatenso.

Circuito eltricoOs eltrons no podem ser criados. Uma bateria fornece eltrons para uma lmpada, mas ela precisaestar constantemente repondo estes eltrons que saem dela. Assim, s possvel obter uma correntefazendo circular os eltrons no que denominamos circuito, conforme mostra a figura 3.

(figura3)

Para acender uma lmpada (que denominamos receptor de energia), por exemplo, precisamos de umafonte de energia (que denominamos gerador). No caso do carro, o gerador a bateria. A quantidade deenergia que podemos transferir para a lmpada no depende apenas da tenso que aplicamos nela, mastambm da corrente.

Essa transferncia, conforme mostramos na figura 3, se faz atravs de um fio que leva a corrente e outroque a traz de volta para que os eltrons possam ser reciclados. Trata-se portanto de um percurso oucircuito fechado, da o nome "circuito".

Podemos interromper a corrente num circuito colocando um interruptor em qualquer lugar do circuito, conforme mostra a figura 4.

(figura4)Num automvel, o retorno ou caminho de volta da cor-rente no precisa ser feito atravs de um fio. Comoo chassi do carro metlico ele pode ser usado para esta finalidade, sendo por isso denominado terra. O

nome vem do fato de que nas instalaes de eletricidade domstica a terra, que condutora deeletricidade, utilizada como retorno. Desta forma, como mostra a figura 5, num carro, o plo negativo ligado ao chassi e os fios que alimentam os diversos dispositivos saem do positivo. Em cada dispositivo

existe um retorno, que feito pelo chassi (fio terra).


3/89

(figura5)

Potncia eltricaA quantidade de energia fornecida a uma lmpada, por exemplo, depende tanto da tenso como dacorrente. Quando ligamos uma lmpada a uma bateria, a intensidade da luz que ela produz depende tantoda quantidade de eltrons que passam pelo filamento como da velocidade com que eles fazem isso, ouseja, da fora com que eles so empurrados. Definimos ento a potncia eltrica como uma grandeza

diferente da tenso e corrente. A potncia a quantidade de energia por segundo, e medida em Watts(W). Para calcular a potncia, multiplicamos a corrente pela tenso.

Potncia (W) = tenso (V) x corrente (A)

Veja agora como tudo isso funciona num carro, por exemplo:Uma lmpada de 24 Watts ligada em 12 V ao ser ligada "puxa" uma corrente de 2 A pois 24 W = 2 x12.Para termos os mesmos 24 V numa bateria de 6 V, a corrente precisaria ser 4 A.Um fio precisa ser tanto mais grosso quanto maior for a intensidade da corrente que ele deve conduzir.Por este motivo que os fios do motor de partida de um carro tm de ser muito mais grossos do que osfios usados para alimentar as lmpadas. O Consumo do motor de partida exige vrias dezenas de amperes

,enquanto que as lmpadas exigem poucos amperes. Existe portanto vantagem em utilizar tensesmaiores nos circuitos, pois os fios podem ser mais grossos. Note que a potncia continua ser abso-lutamente a mesma. Uma lmpada de 24 W para 6 V produz 24 W de luz quando ligada nesta tenso,como uma lmpada de 24 W produz 24 W de luz quando ligada em 12 V. O que muda apenas acorrente!

(figura 6)

No entanto, como a corrente na instalao de 12 V menor, o fio usado mais fino. Outra vantagem dese utilizar tenso maior que as perdas no fio so menores. Conforme vimos, mesmo os fios apresentamuma certa resistncia, dificultando a passagem da corrente, o que faz com que ocorram perdas. Comtenses maiores, estas perdas so menores. Com o aumento de dispositivos eltricos e eletrnicos noscarros, mesmo os 12 V esto se tornando problemticos em termos de consumo e mesmo de custos dafiao. Assim, a nova gerao de automveis que est por vir j prev a utilizao de baterias de 42 V. Osfios de ligao dos diversos dispositivos podem ser 3,5 vezes mais finos com esta tenso!


4/89

Efeitos da correnteQuando a corrente eltrica atravessa determinados meios ela produz efeitos que podem ou no seraproveitados.O principal efeito a produo de calor, ou efeito trmico, tambm chamado "Efeito Joule" . Para vencera resistncia de um meio, a eletricidade faz um esforo que se converte em calor. Este efeito pode ser

aproveitado em elementos de aquecimento, como aquecedores, acendedores de cigarro, etc. Se o calorfor muito intenso, temos tambm a produo de luz, como no caso das lmpadas incandescentes.Outro efeito importante o magntico. Quando uma corrente passa atravs de um condutor, em sua voltaaparece um campo magntico. Se enrolarmos um fio em forma de bobina e fizermos passar uma correnteo campo criado concentra-se e temos um eletro-im. Podemos aproveitar este efeito em solenides, comoos usados nas fechaduras eltricas do carro ou em motores como o motor de partida ou o motor dolimpador de parabrisas.Temos tambm o efeito qumico. Quando uma corrente circula atravs de determinados lquidos ocorremreaes qumicas. A carga de uma bateria aproveita este efeito.

Fontes de energia eltrica (geradores)Para forar a corrente atravs de um circuito e com isso fornecer energia a ele precisamos de dispositivosque estabeleam entre dois plos a presso eltrica necessria a isso. Estes dispositivos so denominados

geradores. Como na natureza no possvel criar energia a partir do nada, estes dispositivos convertemalguma forma de energia em energia eltrica. Temos ento os seguintes tipos de geradores:

Pilhas e bateriasAs pilhas e baterias so geradores qumicos de energia eltrica, pois convertem a energia liberada numareao qumica em eletricidade. Denominamos baterias a um conjunto de pilhas ou acumuladores.

AcumuladoresAcumuladores tambm so geradores qumicos de energia eltrica, mas o seu funcionamento reversvel. A reao libera energia eltrica mas isto pode ser invertido pela passagem de uma correnteque o carrega. As chamadas baterias de carro na verdade so conjunto de acumuladores que podem serrecarregados pela corrente gerada pelo dnamo ou alternador.

Dnamos e alternadoresOs dnamos e alternadores so geradores que convertem energia mecnica, a fora do motor, porexemplo, em energia eltrica. Eles consistem em conjuntos de bobinas que criam campos eltricos eatravs deles a energia gerada pelo movimento.

Clulas solaresAs clulas solares convertem energia luminosa (luz solar, por exemplo) em energia eltrica. Consistem empainis de materiais semicondutores como o silcio. Seu rendimento ainda muito baixo e elas so caras,o que limita bastante suas aplicaes prticas.

Questionrio:

1. Uma corrente eltrica consiste em:A) Cargas eltricas em oscilaoB) Cargas eltricas em movimentoC) Tenso aplicada num fioD) Movimento de tomos de um metal

2. Tenso e corrente podem ser relacionadas como (na ordem):A) efeito e causaB) causa e efeitoC) quantidades de energiaD) gerao de calor


5/89

3. Para que uma corrente circule preciso:A) haver tenso aplicadaB) haver um circuito fechadoC) haver um gerador e um receptor

D) haver resistncia

4. O produto tenso x corrente determina:A) A resistncia de um circuitoB) Quantidade de energia disponvelC) A potncia eltricaD) A quantidade de calor gerada

Eletrnica automotiva - 2 (O Circuito Bsico do Sistema deIgnio)


1. A funo do Sistema

Quando a mistura ar-combustvel comprimida no cilindro de um motor, sua queima ou ignio noocorre espontaneamente. preciso que haja uma excitao externa para que isso ocorra. Esta excitao uma fasca eltrica produzida pela vela, conforme mostra a figura 1.

Figura 1 -Vista em corte de uma vela de ignio


6/89

Ocorre entretanto que, para produzir a fasca eltrica, preciso haver uma tenso muito alta.Baseados no que se chama rigidez dieltrica do ar, sabemos que para cada centmetro de fasca

produzida precisamos de 10 000 V. Assim, para uma fasca de 2 cm precisamos de 20 000 volts, para 3cm precisamos de 30 000 V e assim por diante. No caso do motor de um carro, evidente mente os 12 Vda bateria no conseguem produzir fasca alguma. preciso ter recursos para que esta tenso sejaelevada para pelo menos uns 10 000 V e estes aplicados no instante certo na vela.O instante certo importante, pois a fasca deve garantir que a ignio da mistura ocorra quando elaestiver suficientemente comprimida para ter o mximo de rendimento na queima. A finalidade dosistema de ignio justamente esta. Fornecer as fascas para as velas no instante certo, utilizando paraisso a energia da bateria.

2. A Bobina de IgnioO componente principal do sistema de ignio convencional a bobina de ignio cuja finalidade ustamente aumentar a tenso de 12 V da bateria para um valor suficientemente elevado que produza afasca desejada nas velas. Esta bobina na realidade um auto-transformador que gera de 6 000 a 40

000 volts, dependendo do tipo do carro, e tem seu princpio de funcionamento analisado a seguir.Conforme mostra a figura 2, a bobina formada por dois enrolamentos: primrio e secundrio.

Figura 2 - Os terminais (+) e (-) correspondem ao enrolamento primrio.


7/89

O enrolamento primrio tem poucas voltas de um fio mais grosso e o enrolamento secundrio formado

por milhares de voltas de um fio mais fino. Na verdade, o enrolamento secundrio de uma bobina deignio chega a ter dezenas de quilmetros de fio esmaltado fino! A relao entre as voltas do

enrolamento primrio e do enrolamento secundrio determinam a tenso que vai sair no terminal de altatenso quando aplicamos os 12 V no enrolamento de baixa tenso. Por exemplo, se o enrolamento

primrio tiver 100 voltas de fio e o enrolamento secundrio 100 000 volta, a tenso ficar multiplicadapor 1 000. Assim, aplicando 12 V no primrio teremos 12 000 V no secundrio, conforme mostra a figura

3.

Figura 3 -O funcionamento do transformador.

No entanto, como qualquer transformador, a bobina de ignio um componente que s funcionaquando a corrente nos seus enrolamentos varia. A bobina no funciona com corrente contnua pura. Seligarmos o enrolamento primrio diretamente bateria no acontece nada e no saem os 12 000 V no

secundrio conforme mostra a figura 4.

Figura 4 -Ligando diretamente os 12 V na bobina no h induo


8/89

A induo de uma alta tenso na bobina s ocorre em dois momentos: no momento em que o circuito fechado e no momento em que o circuito aberto, conforme mostra a figura 5.

Figura 5 -A induo s ocorre quando a corrente varia (liga ou desliga)

No circuito da ignio do carro, este momento determinado pela abertura e fechamento do platinado,que funciona como uma chave que liga e desliga a corrente. Abrindo e fechando, ele determina ento oinstante em que a alta tenso gerada e a fasca produzida na vela. Mas, o sistema de ignio no apenas isso. Vamos fazer uma anlise do circuito.

3. Analisando o CircuitoNa figura 6 temos ento o circuito de um sistema de ignio tradicional com platinado, bobina deignio, distribuidor e velas.

(Figura 6)

Os instantes em que as fascas nas velas devem ser produzidas determinado por um pea excntricaacoplada ao motor e que comanda o platinado, conforme mostra a figura 7.


9/89

Figura 7- Um platinado comum

Assim, num motor de 4 cilindros ou 4 tempos precisamos de 4 fascas, uma em cada vela, em cada voltado motor. O comando do platinado faz ento com que em cada volta do motor ele d quatro voltas ecom isso feche o platinado 4 vezes. Como o platinado est ligado ao primrio da bobina de ignio,

temos a produo de 4 pulsos de alta tenso a cada volta do motor. No entanto, estes pulsos devem serenviados para as velas correspondentes na ordem certa, ou seja, de acordo com o instante em que cada

cilindro alcana o grau de compresso ideal para a combusto. Veja que os cilindros se movem de tal

forma que eles atingem esse ponto em instantes diferentes. Isso dado pela rvore da manivelas. Paradirigir a alta tenso para a vela correspondentes, entra em ao uma outra pea que tambm

comandada pelo movimento do motor: o distribuidor. O distribuidor nada mais do que uma chaverotativa que gira, fazendo contacto em instantes diferentes com os fios que vo para a vela. Assim, eledeve estar na posio exata que corresponde a uma determinada vela quando a alta tenso para esta

vela produzida e deve ser enviada a ela, conforme mostra a figura 8.

Figura 8 - O funcionamento do distribuidor.

A alta tenso escapa com extrema facilidade na presena de umidade, da a necessidade do distribuidorser muito bem vedado. Qualquer umidade provoca o escape da alta tenso e a falha do motor. O pontofinal do sistema a vela que, ao receber a alta tenso produz a fasca que provoca a ignio da misturacombustvel+ar no interior do cilindro. A vela nada mais do que uma pea que tem dois eletrodos. Umdeles aterrado (ligado ao bloco do motor) e o outro recebe a alta tenso. Quando isso ocorre, temosuma fasca eltrica. A queima constante do combustvel e a prpria alta tenso provocam a corroso e

queima dos contactos da vela que acaba por produzir fascas menos eficientes. Nestas condies o motordeixa de ter o rendimento desejado e at falha.


10/89

(figura9)

Um elemento final deste conjunto o pequeno condensador ou capacitor que ligado junto aoplatinado. Ele evita que ocorram fascas na comutao da corrente, o que desgastaria os contactos destapea e tambm provocariam rudo eltrico capaz de interferir no rdio. J repararam que parando com o

rdio AM ligado perto de um carro antigo (anterior ignio eletrnica) voc ouve o motor neste

rdio? So as interferncias provocadas pela corrente no sistema de ignio.

Questionrio:1.A bobina de ignio :A) Um condensadorB) Uma bateriaC) Um transformadorD) Um gerador de alta tenso

2. A alta tenso para as velas obtida em que local da bobina de ignio?

A) No enrolamento primrio

B) No enrolamento secundrioC) No ncleo

D) No platinado

3. A funo do platinado num sistema tradicional de ignio :

A) Gerar alta tenso

B) Comutar a corrente no sistemaC) Fornecer alta tenso para as velas

D) Controlar o distribuidor

4. Quantos contactos existe num distribuidor para um motor de quatro cilindros?

A) 2

B) 4

C) 2 a 4 -Depende do nmero de velas

D) 6


11/89

Eletrnica automotiva - 3 (A Eletrnica no Automvel - AIntroduo)


Na lio anterior, analisamos o princpio de funcionamento do sistema de ignio tradicional com poucoselementos, como utilizados nos carros at algum tempo atrs. Com o progresso da tecnologia eletrnicaalguns recursos importantes passaram a ser agregados tanto no sistema de ignio como em outrossistemas que hoje dependem totalmente dela. Deles que trataremos nesta lio.

3.1. IgnioA eletrnica comeou a fazer parte do sistema de ignio de uma forma gradual. Inicialmente, utilizouseum transistor para fazer o chaveamento da bobina de ignio substituindo o platinado, num circuitosimples conforme mostra a figura 1.

Figura 1

A idia era simples. O platinado ao chavear o enrolamento primrio da bobina opera comutando u-macarga indutiva de alta corrente. Isso faz com que na sua abertura, a energia armazenada no campo da

bobina gere um pulso de alta tenso de retorno que provoca uma fasca nos contatos do platinado. Estafasca tende a queimar os contatos que se desgastam com facilidade, provocando falhas do sistema de

ignio. Utilizando-se um transistor de potncia, como o mostrado na figura 2, pode-se controlar acorrente sem contatos e a partir de uma corrente de comando muito menor circulando pelo platinado.

Figura 2 - Transistor de potncia encontrado em sistemas de ignio.
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica-automotiva/132-licao-3-a-eletronica-no-automovel-a-introducao.html


12/89

Em outras palavras, o platinado ainda existe, mas trabalha com uma corrente muito menor, sem a o-

corrncia de fasca, o que aumenta a confiabilidade do sistema e sua durabilidade. Este tipo de ignio denominado "Ignio Assistida". Neste sistema, o defeito mais comum justamente a queima do tran-

sistor de potncia que trabalha normalmente nos seus limites, controlando uma corrente elevada. Nu-masegunda etapa, o sistema de ignio evoluiu para o que hoje predomina na maioria dos veculos

automotores. Trata-se da ignio eletrnica propria-mente dita ou ignio por "descarga capacitiva". Nafigura 3 temos um diagrama simplificado deste sistema.

Figura 3

Nele, um circuito inversor formado por transistores de potncia e um transformador elevam a tenso dabateria de 12 V para um valor entre 400 V e 600 V. Esta alta tenso utilizada para carregar um capa-citor em srie com o enrolamento primrio da bobina e um elemento de disparo eletrnico. Este ele-

mento de disparo um SCR ou Silicon Controlled Rectifier (Diodo Controlado de Silcio). Quando o gate

(g) do SCR recebe o pulso de comando para gerar uma fasca, ele dispara transferindo a carga docapacitor para a bobina. Neste momento induzido em seu secundrio um pulso de tenso que gera afasca na vela do carro. A grande vantagem deste sistema est na possibilidade de se gerar fascas de

alta energia de forma muito precisa e uniforme, melhorando o desempenho do carro em to-dos ossentidos. Um deles justamente o fato de que, enquanto no sistema tradicional medida que a

velocidade (rotao aumenta) o tempo de fechamento do platinado se torna mais curto e com isso afasca perde a intensidade, o que no ocorre com o sistema por descarga capacitiva. A durao da fascaindepende da rotao e com isso o rendimento maior nas altas rotaes. Na figura 4 temos uma curva

comparativa do desempenho dos trs sistemas de ignio.

Figura 4


13/89

3.2 -Injeo eletrnica

O que tornou possvel a utilizao de combustveis lquidos nos motores combusto interna foi a cria-o do carburados. Este dispositivo totalmente mecnico misturava o ar ao combustvel lquido formandoassim um "spray" que injetado nos cilindros podia ser queimado pela ao da fasca da vela. Na figura 5

temos uma vista do velho e tradicional carburador.

Figura 5 - Um carburador convencional

A tecnologia levou a solues mecatrnicas para a injeo de combustvel, com o processo de injeoeletrnica. Nele, o que temos um solenide que pela ao de um campo eltrico criado numa bobina

por uma corrente de controle, faz com que o combustvel seja borrifado juntamente com o ar no cilindro,conforme mostra a figura 6.

Figura 6 - Vista em corte de um bico injetor de um sistema de injeo eletrnica


14/89

O instante exato em que deve ser injetado o combustvel no cilindro dado por um microcontrolador

que recebe sinais de sensores que determinam a posio de cada pisto. Esta tcnica possibilita aprogramao dos instantes de injeo e das fascas em funo de fatores externos como a velocidade, apresso no acelerador, a marcha em que o veculo se encontra, sua temperatura, alm de muitos outrosfatores. Rigorosamente programados estes recursos possibilitam a obteno do mximo de desempenho

com um mnimo de consumo do motor. O sistema ainda capaz de trabalhar com programaesdiferentes de quantidade e instante de injeo conforme o tipo de combustvel, possibilitando assim a

fcil operao de um motor com diversos tipos de combustveis (flex).

3.3-MicrocontroladoresMicrocontroladores so chips ou pequenas pastilhas de silcio na forma de circuitos integrados, capazesde realizar uma grande quantidade de funes de controle a partir de informaes captadas por sensorese processadas internamente a partir de um programa. Na figura 7 temos o aspecto tpico de ummicrocontrolador.

Figura 7-Um microcontrolador de tipo encontrado em veculos automotores.

Os microcontroladores utilizados nos automveis tm por funo funcionar como uma espcie de"crebro" gerenciando todo o funcionamento de suas partes eltricas. Nos veculos modernos eles

contm a programao para o sistema de ignio, injeo, alarmes, luzes, etc, ficando encerrados naunidade de controle. Estes componentes no podem ser reparados quando ocorre algum problema, poisso programados de fbrica. O que eles possuem uma memria programvel que eventual-mente pode

ter os dados de funcionamento, mas no o programa, inseridos num processo de ajuste ou reparaofeito na oficina especializada. Neste caso, uma mquina de diagnstico (computador) com um programa

apropriado, l os dados gravados e o estado de todos os sensores, detectando eventuais falhas quepodem ser corrigidas. Trata-se do chamado diagnstico eletrnico feito pelas oficinas especializadas. Na

figura 8 temos um exemplo de instrumento de diagnstico deste tipo.


15/89

Figura 8- Diagnostico eletrnico para motores

3.4-AlarmesUm tipo de recurso de tecnologia eletrnica encontrado na maioria dos veculos o alarme. Num alarmeautomotivo tpico. sensores detectam quando ocorre a invaso do veculo por um desconhecido, atuandosobre sistemas de aviso e de inibio do movimento. Normalmente so utilizados microcontroladoresprogramados com as diversas funes que o alarme deve realizar. Nos tipos mais sofisticados o sistemapode enviar sinais por meio de celular para o celular do proprietrio do veculo ou at mesmo via umaconexo de Internet. O recurso da desabilitao por senha ou outra forma tambm est previsto. Osalarmes mais simples utilizam circuitos rudimentares com poucos compo nentes, mas tm poucas

funes. A tecnologia dos alarmes tem evoludo de uma forma muito rpida com recursos que devem setornar comuns em pouco tempo como a identificao do proprietrio pela Iris ou pela impresso digital,impedindo que outras pessoas desautorizadas dem a partida num carro.

3.5-SomDo antigo rdio AM valvulado dos carros dos anos 40 e 50 passamos por tecnologias cada vez maissofisticadas que vo do emprego do transistor e depois do circuito integrado para proporcionar a repro-duo sonora das mais diversas mdias. Assim, em primeiro lugar temos o simples rdio FM que depoisteve agregado o toca-fitas cassete. Depois chegouo CD player com displays LCD apresentando os mais diversos efeitos at mesmo os televisores ereprodutores de DVD dos mais diversos tipos, inclusive para colocao nos bancos para que os passa-geiros dos bancos traseiros possam utilizar. Nesta categoria incluem-se os vdeo-games dos mais di-

versos tipos. Os prprios alto-falantes vm passando por uma evoluo no sentido de se obter maiorfidelidade e maior capacidade de manusear potncias elevadas como as exigidas para alguns equipa-mentos. De fato, neste ponto temos de incluir a categoria dos amplificadores de muito altas potnciasque so utilizados em alguns carros e que at exigem at fontes separadas de energia, como bateriasadicionais instaladas nos porta-malas.


16/89

Figura 9 - Exemplo de som automotivo de alta potncia com alto-falantes e amplificador na parte traseiradoveculo

3.6-LEDsNa edio anterior de "O Pealheiro" fizemos um interessante artigo em que focalizamos a nova tec-nologia dos LEDs que esto substituindo as lmpadas comuns em todos os pontos em que se necessitade um foco de luz: dos painis de instrumentos at os faris. Os LEDs ou Light Emitting Diodes (DiodosEmissores de Luz) so dispositivos semicondutores, formados por chips de arseneto de glio e outrassubstncvias dopantes que, ao serem percorridos por uma corrente eltrica emitem luz. Os LEDs sorobustos, apresentam um rendimento elevado e produzem luz pura *(monocromtica). Combinando-se

diversos chips num nico dispositivo possvel produzir luz de diversas cores que combinadas resultamna luz branca Observamos que o comportamento dos LEDs diferente das lmpadas. Os LEDs sopolarizados e exigem fontes de corrente constante para sua alimentao. Na figura 10 temos um farol deLEDs utilizado em automveis mais modernos.

Figura 10 - Farois de LEDs utilizados em lugar de lmpadas comuns


17/89

GPSGPS o acrnimo para Global Positioning System ou Sistema de Posicionamento Global. O equipamentode GPS consiste num receptor que se comunica com satlites. Atravs de triangulao, con-forme mostraa figura 11, possvel determinar a posio exata em que o aparelho se encontra na superfcie da terra.

Figura 11-A posio do receptor determinada por triangulao.

Com a utilizao de mapas na memria possvel colocar a posio do veculo no mapa e atravs deprogramao, determinar a melhor rota para se chegar a um local. Na figura 12 um GPS da Sanyo parauso automotivo.

Figura 11-Os GPS para carros j esto se tornando comuns em nossos dias.

Nas prximas lies detalharemos o funcionamento de muitos dos dispositivos descritos nesta lio.


18/89

Questionrio1, Num sistema de ignio assistida, a funo do transistor :A) Substituir o platinadoB) Gerar alta tensoC) Comutar a bobina

D) Comandar o distribuidor

2. A injeo eletrnica substitui que pea dos carros tradicionais?A) A bobina de ignioB) As velasC) O distribuidorD) O carburador

3. As principais funes eletrnicas de um carro so controladas por que tipo de dispositivo?A) MicrocontroladoresB) TransistoresC) Computadores de bordoD) GPS

Eletrnica automotiva - 4 (Componentes Eletrnicos Bsicos -Passivos)


Componentes PassivosAo trabalhar com circuitos eletrnicos encontrados no automvel, o profissional vai se deparar com umasrie de componentes que no so comuns nos automveis antigos. So componentes do tipoencontrado em equipamentos eletrnicos convencionais como rdios, televisores, computadores eoutros. O profissional deve estar ento preparado para identificar estes componentes, saber o que fazeme eventualmente fazer seu teste e substituio.

Nesta lio vamos tratar dos principais componentes da eletrnica automotiva.

ResistoresDe todos os componentes eletrnicos, os mais comuns so os resistores. Estes componentes so

encontrados em diversos formatos e aparncias, tendo seu aspecto e smbolo mostrado na figura 1.

Cor Valores Significativos Multiplicador Tolerncia

Preto 0 1 -

Marrom 1 10 1%

Vermelho 2 100 2%Laranja 3 1 000 -

Amarelo 4 10 000 -

Verde 5 100 000 0,5%

Azul 6 1 000 000 0,25%

Violeta 7 10 000 000 0,1%

Cinza 8 100 000 000 0,05%

Branco 9 1 000 000 000 -

Dourado - 0.1 5%

Prateado - 0.01 10%
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica-automotiva/410-licao-4-componentes-eletronicos-basicos-passivos.html


19/89

Figura 1Smbolos e aspectos

A finalidade do resistor oferecer uma oposio passagem da corrente reduzindo assim suaintensidade onde isso necessrio, ou ainda provocar uma queda de tenso num circuito. Os resistoresso especificados pela sua resistncia medida em ohms (). Em alguns tipos de resistores os valores da

resistncia so dados por faixas coloridas segundo um cdigo internacional mostrado na tabela abaixo

Neste cdigo, as duas primeiras faixas indicam os dois primeiros dgitos do valor do resistor. Porexemplo, vermelho e violeta indicam 27. O terceiro dgito indica o fator de multiplicao ou nmero dezeros a ser acrescentado. Por exemplo, laranja indica 3 zeros o que leva a 27 000 ohms o valor docomponente. O quarto anel, quando existe indica a tolerncia. Existem ainda resistores de 5 faixas ondeas trs primeiras faixas indicam os trs primeiros dgitos. Uma segunda especificao importante adissipao, ou seja, quanto de calor o resistor pode suportar, dada em watts. Resistores comuns dosaparelhos eletrnicos so pequenos, com potncias de a 1 W, tipicamente.O teste de um resistor feito com o multmetro, retirando-se o componente do circuito e medindo-sesua resistncia.

CapacitoresOs capacitores tambm so componentes bastante comuns em aparelhos eletrnicos. Sua finalidade armazenar uma pequena carga eltrica, com diversas finalidades. Na figura 2 temos os aspectos dosprincipais tipos e o smbolo adotado para represent-los nos esquemas.

Figura 2Aspectos e smbolos para capacitores

O valor de um capacitor dado em farads (F). Na prtica so utilizados submltiplos do farad como omicrofarad (Fmilionsimo do farad 0,000 001 F), o nanofarad (nF bilionsimo do farad 0,000000 001 F) e o picofarad (PF trilionsimo do farad 0,000 000 000 001 F).Os capacitores possuem um material isolante em seu interior denominado dieltrico e que lhes d onome. Assim, encontramos tipos como os cermicos, polister, styroflex, eletrolticos, mica, etc. Algunstipos como os eletrolticos possuem polaridade, ou seja, uma marcao (+) que indica o plo positivo. Seforem invertidos num circuito podem danificar-se.Outra especificao importante dos capacitores a sua tenso de trabalho, ou seja, qual a tensomxima que suportam. O teste de capacitores pode ser feito em alguns casos com um multmetro, mas

o melhor usar um aparelho que mede sua capacitncia, denominado capacmetro.


20/89

IndutoresIndutores ou bobinas tambm pertencem famlia dos denominados componentes passivos, como osresistores e os capacitores. Estes componentes so formados por certo nmero de voltas de fioesmaltado numa forma com ou sem ncleo. O ncleo pode ser de ferrite ou ferro, conforme a aplicao.Na figura 3 temos os smbolos adotados para representar este componente assim como seu aspecto.

Figura 3Bobinasaspectos e smbolos

Os indutores so especificados por sua indutncia numa unidade denominada henry (H). Na prticapodemos encontrar indutores com valores muito pequenos especificados em milsimos de henry (mH)

ou ainda milionsimos de Henry (H). Outra forma de se especificar os indutores por seu nmero devoltas de fio, espessura do fio, dimetro da bobina e tipo de ncleo utilizado.O teste de uma bobina normalmente feito medindo-se sua continuidade com um multmetro. Umabobina em bom estado deve apresentar resistncia baixa.

Transformadoresransformadores so componentes formados por dois ou mais enrolamentos de fio esmaltado sobre um

ncleo comum que pode ser de ar, ferro laminado ou ferrite. Sua funo alterar tenses num circuito,elevando-as ou abaixando-os como as encontradas nas ignies. A prpria bobina de ignio umtransformador, conforme j vimos em lies anteriores.Na figura 4 temos os smbolos adotados para representar este componente assim como seu aspecto.

Figura 4Transformadoresaspectos e smbolos


21/89

Existem diversas maneiras de se especificar um transformador. A mais comum indicando a tenso deentrada ou tenso do primrio, a tenso de sada ou tenso do secundrio e a corrente que se podeobter no enrolamento secundrio.Por exemplo, um transformador utilizado num carregador de bateria pode ter 110 V ou 220 V de entrada(primrio), 12 a 15 V de tenso de sada, com uma corrente que pode variar entre 3 e 10 A.O teste mais simples de um transformador feito medindo-se a resistncia ou continuidade dos seus

enrolamentos com um multmetro. Os enrolamentos devem apresentar baixa resistncia. Se tiverem altaresistncia (acima de 10 000 ohms) sinal que o enrolamento se encontra aberto (interrompido) e otransformador no pode ser utilizado.Um tipo de transformador encontrado em alguns circuitos o toroidal, conforme mostra a figura 5.

Figura 5 - Transformadores com ncleos toroidais

Nestes transformadores, o ncleo consiste num anel de metal (toride).

FusveisOs fusveis so componentes muito importantes num circuito, pois se destinam a sua proteo. Elesfuncionam como o elo mais fraco de uma corrente. Se algo vai mal eles quebram e interrompem acorrente evitando maiores danos ao circuito ou mesmo instalao eltrica do automvel. Os fusveisencontradosnos carros podem ser de dois tipos: os utilizados na prpria instalao do carro e os utilizados nosequipamentos eletrnicos. Eles diferem quanto ao aspecto, mas a funo a mesma. Na figura 6 temosos smbolos e aspectos destes componentes.

Figura 6 - Aspectos e smbolo do fusvel


22/89

Os fusveis so especificados pela corrente com que se rompem. Por exemplo, um fusvel de 20 A vaiabrir o circuito quando a corrente atingir este valor. Ele ser utilizado num circuito em que a corrente menor. Somente se houver um curto-circuito ou problema com algum componente e a corrente subir,ele vai se romper.Nunca substitua um fusvel por um valor diferente do original. Um fusvel maior, por exemplo, pode no

abrir em caso de algum problema e com isso danos no circuito e na instalao do carro podem ocorrer.O teste de um fusvel pode ser feito medindo-se sua continuidade com um multmetro. O fusvel bomapresenta uma resistncia nula e um fusvel aberto (queimado) apresenta uma resistncia infinita.

DisjuntoresUm tipo de dispositivo de proteo de circuitos, com a mesma funo do fusvel o disjuntor, cujoaspecto mostrado na figura 7.

Figura 7Um disjuntor comum

Este componente desliga um circuito em caso de algum problema. No entanto, ele no precisa sertrocado quando isso ocorre. Basta remover a causa do problema e depois relig-lo. Os disjuntores somais utilizados em instalaes domsticas, comerciais e industriais.

Interruptores e ChavesInterruptores e chaves servem para ligar e desligar dispositivos eltricos ou ainda mudar suas funes.Os interruptores normalmente so do tipo liga/desliga e possuem dois plos, conforme mostra a figura 8.

Figura 8Chave liga-desliga


23/89

J as chaves possuem diversos plos, dependendo do tipo de funo que exercem. Por exemplo,podemos ter uma chave de 1 plo x 2 posies que comuta o brilho de uma lmpada ou a velocidade deum motor, conforme mostra a figura 9.

Figura 9Chave SPDTaspecto e smbolo

Uma chave H ou reversvel pode ser utilizada para inverter a rotao de um motor, com aspecto esmbolo, conforme mostra a figura 10.

Figura 10Chave DPDTaspecto e smbolo

As chaves e interruptores so especificados pela intensidade mxima da corrente com que podem

trabalhar. Uma corrente excessiva gasta os contactos causando falhas eltricas.

Lmpadas e LEDsPara saber mais sobre este componente, sugerimos que o leitor consulte a Edio 2 do Pealheiro, emque temos um artigo que trata da substituio das lmpadas pelos LEDs nos veculos modernos e emmuitas outras aplicaes. Apenas acrescentamos que o teste de uma lmpada pode ser feito com omultmetro medindo-se sua continuidade. O filamento bom deve apresentar uma baixa resistncia. Paraos LEDs o teste mais complexo, mas trataremos disso futuramente.

Outros componentesAlm dos que vimos existem diversos outros componentes de natureza eltrica, ou seja, que podemrealizar funes nos circuitos ou ainda receber energia eltrica para convert-la em outras formas de

energia. Estes so componentes denominados passivos pois no amplificam e nem geram sinais.Dentre eles destacamos os alto-falantes, motores, buzinas, indicadores de painel, conectores, terminaisisolados, antenas, cabos, etc.


24/89

QUESTIONRIO

1. Qual a funo de um resistor num circuito?A) Converter energia em calorB) Resistir a choques mecnicosC) Oferecer uma oposio passagem da correnteD) Diminuir a tenso de uma bateria

2) Os capacitores servem para:A) Descarregar energia de um circuitoB) Armazenar cargas eltricasC) Aumentar a capacidade de um circuitoD) Gerar energia eltrica

3) Um indutor normalmente construdo de que forma?A) Placas de metal separadas por um isolanteB) Carvo ou grafiteC) Voltas de fio esmaltadoD) Placas de ferro ou ferrite

4) Uma chave DPDT ou reversvel tem quantos plos?A) 2B) 3C) 4D) 6

Eletrnica automotiva - 5 (Componentes Eletrnicos Bsicos - Ativos)


Na lio anterior de nosso curso tratamos dos componentes passivos, ou seja, componentes que noamplificam nem geram sinais como os resistores, capacitores, indutores, transformadores, etc.Nesta lio trataremos dos componentes ativos e de semicondutores que so componentes maisavanados.Os componentes estudados a seguir, aparecem em grande quantidade na maioria dos equipamentosautomotivos modernos.

DiodosOs diodos semicondutores so dispositivos que conduzem a corrente num nico sentido. Por estemotivo eles so utilizados tanto em funes lgicas como na retificao, ou seja, para convertercorrente alternada em corrente contnua. Na figura 1 temos o smbolo e o aspecto destescomponentes.

Figura 1Diodos smbolos e aspectos

Uma aplicao importante destes componentes na eletrnica automotiva justamente na sada dosalternadores (que produzem correntes alternadas) para convert-la em corrente contnua de modoque ela possa ser utilizada para carregar a bateria. Na figura 2 temos um conjunto de diodos de umalternador automotivo comum.
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica-automotiva/411-licao-5-componentes-eletronicos-basicos-ativos.html


25/89

Figura 2Seis diodos de um alternador comum

Os diodos possuem duas especificaes importantes: a tenso mxima que suportam dada em volts ea corrente mxima que podem conduzir, dada em ampres.O teste de diodos simples. Com o multmetro verificamos se ele conduz num sentido mas no nooutro. Se ele conduzir nos dois sentidos, porque est em curto. Se no conduzir em nenhumsentido porque se encontra aberto.

TransistoresDe todos os componentes eletrnicos modernos, talvez o mais importante seja o transistor bipolar ousimplesmente transistor. O transistor pode amplificar sinais, gerar sinais ou ainda funcionar comouma chave eletrnica, ligando e desligando circuitos. Em outras palavras, colocando um transistornum circuito ele pode controlar este circuito a partir de sinais de comando.Existem dois tipos de transistores que so diferenciados pelo modo como sua estrutura de silcio determinada. Se usarmos dois pedaos de silcio N e um de silcio P teremos um transistor NPN. Poroutro lado, usando dois pedaos de silcio P e um de N, teremos um transistor PNP. Na figura 3 temosos smbolos

Figura 3

Smbolos dos transistores

Existem diversos tipos de transistores que se diferenciam quanto ao tamanho e forma. Na figura 4temos os aspectos dos principais dos transistores.


26/89

Figura 4Tipos de transistores comuns

Os transistores maiores, de metal so destinados ao controle de correntes intensas, como porexemplo nos sistemas de ignio eletrnica, etc. Os ,menores so destinados a operao com sinaisfracos como em rdios, com sensores, sinalizao, gerao de sinais de controle, etc.

SCRSCR o acrnimo Para Silicon Controlled Rectfier ou Diodo Controlado de Silcio. Trata-se de umdispositivo semicondutor de 4 camada destinado ao controle de correntes intensas nos circuitos. Estedispositivo possui um anodo e um catodo entre os quais passa a corrente principal, e um elemento dedisparo denominado gate. Na figura 5 temos o smbolo adotado para representar este componenteassim como seu aspecto.

Figura 5 - SCR - Smbolo e aspectos

Os SCRs so utilizados em alarmes e principalmente em sistemas de ignio disparando quando afasca deve ser produzida. Neste momento eles conduzem a intensa corrente de descarga doscapacitores que vai para a bobina.

Estes componentes so especificados pela corrente que podem conduzir, assim como a tensomxima que podem suportar. Os SCRs pertencem ao grupo de semicondutores denominados

tiristores ou diodos de quatro camadas.Um SCR se comporta como um diodo, ou seja, conduz a corrente num nico sentido quando

disparado, assim, deve ser utilizado principalmente em circuitos de corrente contnua.

Outros tiristoresAlm dos SCRs existem outros componentes da famlia dos, SCRs ou diodos de quatro camadas.Dentre eles destacamos os Triacs que so controles de potncia utilizados principalmente em circuitos

de corrente alternada, com smbolo e aspecto mostrados na figura 6.


27/89

Figura 6Triac smbolo e aspectos

Estes componentes so encontrados em carregadores de baterias e dimmers de lmpadasincandescentes.Eles controlam a intensidade da carga de uma bateria. Como os triacs controlam correntes intensaseles tendem a se aquecer sendo, por este motivo, montados em dissipadores de calor.

Circuitos integrados (CIs)Os circuitos integrados, muitas vezes chamados de chips quando na verdade o chip a pastilha desilcio em que eles so montados, so componentes de grande utilidade na eletrnica moderna. Elesconsistem num conjunto de componente como resistores, transistores, diodos, etc., todos fabricadospor um processo nico numa pastilha de silcio j interligados de modo a formar um circuitocompleto.Por exemplo, pode-se obter um circuito integrado que seja um amplificador completo, pois elecontm em seu interior todos os componentes de um amplificador.As pastilhas de silcio so extremamente pequenas , sendo colocadas no interior de invlucros comterminais para sua ligao, conforme mostra a figura 7.

Figura 7

Tipos de circuitos integrados

O que o circuito integrado (CI ou IC, abreviadamente) faz depende do modo como os componentesso interligados no seu interior. Assim, cada circuito integrado recebe uma identificao atravs daqual sabemos o que ele faz. Hoje existem centenas de milhares de tipos de CIs, empregados numavariedade enorme de funes, inclusive nos carros.Nos automveis encontramos circuitos integrados em diversas funes, como temporizao, noscarros, no sistema de ignio, etc.


28/89

MicrocontroladoresMicrocontroladores so circuitos integrados de uma categoria diferente. So circuitos que podem serprogramados para exercer diversas funes de controle.Por exemplo, so os microcontroladores que formam o crebro ou a central de controle dos carros,sendo ligados a um conjunto de sensores espalhados pelo veculo e aos dispositivos que devem ser

controlados. Os microcontroladores so componentes extremamente complexos, contendo milhes detransistores e outros componentes integrados numa nica pastilha. Na figura 8 temos o aspecto deum microcontrolador.

Figura 8Microcontroladores

Os microcontroladores utilizados nos circuitos automotivos vm com uma programao bsica e umamemria onde armazenado um conjunto de dados que correspondem s caractersticas do veculoem que ele vai funcionar. A introduo destes dados feita pelo fabricante e eventualmente por uma

oficina de regulagem ou reparao atravs de um equipamento especial, como o mostrado na figura9.

Figura 9Ferramenta de diagnstico de motores.


29/89

Este equipamento l os dados de sensores em sua funo coloca na memria do microcontrolador osparmetros de funcionamento daquele veculo.

DSPsOs DSPs ou Digital Signal Processadores (Processadores Digitais de Sinais) so circuitos integradosque se destinam ao controle de processos dinmicos que ocorrem num carro, como a velocidade deum motor eltrico de ventilao, um limpador de pra-brisas inteligente. Os DSPs pegam sinais desensores e transformam estes sinais, passando-os para a forma digital. Com isso, eles podem serprocessados resultando em aes que vo determinar como diversos dispositivos do carro operam.Por exemplo, eles podem utilizar a informao da temperatura do radiador para determinar qual amelhor velocidade para a ventoinha de refrigerao.

Questionrio

1 - A principal propriedade dos diodos :A. Amplificar correntes

B. Bloquear correntesC. Conduzir a corrente num nico sentidoD. Deixar a corrente passar em ambos os sentidos

2 - Os transistores servem para:A. Retificar correntesB. Amplificar sinais ou gerar sinaisC. Controlar circuitosD. Proteger circuitos

3 - Os SCRs fazem parte de que famlia dos semicondutores?A. TiristoresB. Retificadores

C. ComutadoresD. Circuitos integrados

4 - Os circuitos integrados so?A. Componentes passivosB. Comutadores de correnteC. Conjuntos de componentes interligadosD. Pastilhas semicondutoras

Eletrnica automotiva - 6 (Componenetes eletrnicos bsicos -

sensores)Escrito por Newton C. Braga

Na lio anterior tratamos dos dispositivos semicondutores ou componentes ativos encontrados noscircuitos eletrnicos dos automveis. No entanto, existe uma categoria muito importante decomponentes que fazem parte do circuito eletrnico de um carro. So os componentes responsveispelo interfaceamento do circuito com o mundo externo, ou seja, os sensores e os efetores. Ossensores so os elementos que verificam o que acontece com as diversas partes do carro e o mundoexterior e informam o controle sobre isso. Os efetores so os dispositivos que transformam ocomando do controle numa ao.
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica-automotiva/2904-eletronica-automotiva-6-componenetes-eletronicos-basicos-sensores.html


30/89

6.1 Sensores resistivos

O tipo mais simples de sensor que encontramos nos carros o sensor resistivo. Trata-se de umcomponente cuja resistncia eltrica varia com alguma grandeza fsica externa, por exemplo,temperatura, nvel de leo ou combustvel, presso, etc. Estes sensores so as chamadascebolinhas que medem a temperatura do motor, a presso do leo, etc. Na figura 1 temos o

aspecto de um sensor deste tipo.

Exemplo de sensor resistivo.

No interior de um sensor resistivo de temperatura, por exemplo, encontramos um componentedenominado NTC ou PTC. Estes componentes mudam de resistncia com a temperatura. Num NTC(Negative Temperature Coefficient) a resistncia diminui quando a temperatura aumenta. Por outrolado num PTC (Positive Temperature Coefficient) a resistncia aumenta quando a temperatura sobe.Os dois podem ser usados para sensoriar a temperatura, bastando que o microcontrolador saibacomo a resistncia varia. Na figura 2 temos os aspectos de NTCs e PTCs comuns.

NTC.

Um outro sensor resistivo a bia que mede o nvel de combustvel que tem um resistor varivel cujocursor muda de posio. Este sensor acoplado bia que, ao se mover, altera a resistncia dosensor.


31/89

6.2 Sensores Indutivos

Estes sensores so formados por uma bobina e uma pequena pea de metal ferroso. Na presena deum campo magntico, ou na alterao do campo magntico criado por um im ou outra bobina, elesgeram um impulso eltrico. Uma aplicao comum deste tipo de sensor em alguns tipos de ignioeletrnica em que eles sensoriam a passagem dos dentes de uma engrenagem acoplada ao motor,gerando desta forma os pulsos que controlam o sistema de ignio, conforme mostra a figura 3.

Sensor indutivo num sistema de ignio.

Estes mesmos sensores podem ser encontrados em pontos em que se deseja detectar o movimentode partes mecnicas.

6.3 Sensores Capacitivos

Estes sensores operam segundo o mesmo princpio de um capacitor.. A presena de qualquer objetofunciona como a placa de um capacitor, quando se aproxima de outro que seja condutor, mas semencostar. Por exemplo, colocando uma placa de metal sob uma placa de vidro (isolante), apoiando odedo sobre o vidro, o dedo funciona como a outra placa do capacitor, alterando sua capacitncia. Sea placa de metal for ligada a um circuito que detecte a variao da capacitncia, pode-0se detectar a

presena do dedo ou o toque do dedo, conforme mostra a figura 4.

Operao do sensor capacitivo.

Este tipo de sensor pode ser encontrado em veculos modernos que possuam sistemas deacionamento por toque em dispositivos. Em alguns casos estes sensores so acoplados s prpriastelas de cristal lquido (LCD), sendo denominadas ento de touch screen, telas de toque.


32/89

6.4 Sensores Hall

Os sensores Hall ou ainda de Efeito Hall so sensores utilizados amplamente nos sistemas deignio eletrnica atuais, para sensoriar a rotao do motor e assim controlar o seu funcionamento.Como o nome sugere, eles se baseiam no efeito Hall.

Segundo este efeito, uma corrente eltrica numa placa de metal se desvia se for aplicado um campomagntico, conforme mostra a figura 5.

O efeito Hall

Isso significa que podemos usar uma minscula plaquinha de metal para sensoriar a presena decampos magnticos, e assim controlar peas mveis como uma engrenagem que rode ou um impreso a uma polia. Existem ento pequenos sensores Hall, na forma de circuitos integrados que soutilizados para detectar a rotao dos dentes de uma engrenagem quando eles passam diante de umpequeno im, conforme mostra a figura 6.

O sensor Hall

A cada dente que passa diante do sensor, ele gera um impulso que pode ser utilizado para monitoraro funcionamento do motor.

6.5 Solenides

Os solenides so dispositivos efetores no sentido de que eles traduzem um comando eltrico numaao, no caso uma fora e um movimento. Um solenide consiste numa bobina com um ncleo

mvel, conforme mostra a figura 7.

O solenide

Quando aplicamos uma tenso eltrica no solenide circula uma corrente que cria um corte campomagntico no seu interior. Este campo puxa a pea metlica que forma o ncleo exercendo um

esforo mecnico. Este tipo de dispositivo que aciona as travas eltricas ou a abertura eltrica doporta-malas de um carro.


33/89

Diversos tipos de solenides .

Dispositivo semelhante acopla o motor de partida ao motor principal quando dada a partida.

6.6 Motores

Os motores so tambm dispositivos efetores que convertem um comando eltrico em movimento.No carro encontramos diversos tipos de motores eltricos: para levantar e abaixar os vidros, para

mudar a posio do espelho retrovisor, para acionar o limpador de pra-brisas, para borrifar gua noprabrisas, etc. Existem basicamente dois tipos de motores utilizados em aplicaes automotivas. Omais comum o motor de corrente contnua ou motor DC (direct current) que tem os aspectosmostrados na figura 9.

Motor de corrente contnua comum.

Estes motores funcionam com 12 V e seu tamanho determina a fora que podem exercer. So osmotores encontrados nos limpadores de pra-brisas, vidros, etc. O segundo tipo de motor, maissofisticado, o motor de passo que controlado diretamente por um circuito eletrnico deposicionamento. Estes motores, cujo aspecto mostrado na figura 10, destinam a aplicaes em queuma parte mecnica precisa ser posicionada com preciso.

Motor de passo.

Um Sensor Especial Sonda Lambda

Um sensor que merece um destaque especial no carro o sensor de gs ou sonda lambda comotambm conhecido. Este sensor consiste num dispositivo capaz de detectar a quantidade de

oxignio existente num ambiente. Na figura 11 temos sua estrutura. Nesta sonda, um filamentoaquece um material quimicamente sensvel aos gases.


34/89

Quando este material absorve gases combustveis, ele muda sua resistncia eltrica, fornecendoassim um sinal a um circuito externo.

Um sensor de oxignio, sonda lambda (?).

Colocado no escapamento de um automvel, conforme mostra a figura 12, ele detecta a quantidadede combustvel que no foi queimado no motor e com isso determina se a mistura deve ou no serenriquecida. Explicando melhor: para que o rendimento do motor seja mxima, todo o combustvelinjetado deve ser queimado, o que significa que tambm deve ser injetada a quantidade apropriadade oxignio para o que se denomina combusto total. Temos ento uma mistura que quimicamente

denominada estequiomtrica.

Sondas lambda no carro (1 e 2).

Se as propores de oxignio e combustvel no forem corretas temos baixo rendimento do motor. Asonda lambda detecta isso pela que sai no escapamento do carro, verificando assim se existe excessode oxignio ou de combustvel, caso em que a mistura no est correta. O sinal da sonda entoenviado ao processador que ajusta ento o sistema de injeo de acordo com o necessrio para ocorreto funcionamento do motor.

Eletrnica automotiva - 6 (Componenetes eletrnicos bsicos -sensores)


Na lio anterior tratamos dos dispositivos semicondutores ou componentes ativos encontrados noscircuitos eletrnicos dos automveis. No entanto, existe uma categoria muito importante decomponentes que fazem parte do circuito eletrnico de um carro. So os componentes responsveis pelointerfaceamento do circuito com o mundo externo, ou seja, os sensores e os efetores. Os sensores soos elementos que verificam o que acontece com as diversas partes do carro e o mundo exterior einformam o controle sobre isso. Os efetores so os dispositivos que transformam o comando do controlenuma ao.
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica-automotiva/2904-eletronica-automotiva-6-componenetes-eletronicos-basicos-sensores.html


35/89

6.1 Sensores resistivos

O tipo mais simples de sensor que encontramos nos carros o sensor resistivo. Trata-se de umcomponente cuja resistncia eltrica varia com alguma grandeza fsica externa, por exemplo,temperatura, nvel de leo ou combustvel, presso, etc. Estes sensores so as chamadas cebolinhas

que medem a temperatura do motor, a presso do leo, etc. Na figura 1 temos o aspecto de um sensordeste tipo.

Exemplo de sensor resistivo.

No interior de um sensor resistivo de temperatura, por exemplo, encontramos um componentedenominado NTC ou PTC. Estes componentes mudam de resistncia com a temperatura. Num NTC(Negative Temperature Coefficient) a resistncia diminui quando a temperatura aumenta. Por outro ladonum PTC (Positive Temperature Coefficient) a resistncia aumenta quando a temperatura sobe. Os doispodem ser usados para sensoriar a temperatura, bastando que o microcontrolador saiba como aresistncia varia. Na figura 2 temos os aspectos de NTCs e PTCs comuns.

NTC.

Um outro sensor resistivo a bia que mede o nvel de combustvel que tem um resistor varivel cujocursor muda de posio. Este sensor acoplado bia que, ao se mover, altera a resistncia do sensor.


36/89

6.2 Sensores Indutivos

Estes sensores so formados por uma bobina e uma pequena pea de metal ferroso. Na presena de umcampo magntico, ou na alterao do campo magntico criado por um im ou outra bobina, eles geramum impulso eltrico. Uma aplicao comum deste tipo de sensor em alguns tipos de ignio eletrnica

em que eles sensoriam a passagem dos dentes de uma engrenagem acoplada ao motor, gerando destaforma os pulsos que controlam o sistema de ignio, conforme mostra a figura 3.

Sensor indutivo num sistema de ignio.

Estes mesmos sensores podem ser encontrados em pontos em que se deseja detectar o movimento departes mecnicas.

6.3 Sensores Capacitivos

Estes sensores operam segundo o mesmo princpio de um capacitor.. A presena de qualquer objetofunciona como a placa de um capacitor, quando se aproxima de outro que seja condutor, mas semencostar. Por exemplo, colocando uma placa de metal sob uma placa de vidro (isolante), apoiando odedo sobre o vidro, o dedo funciona como a outra placa do capacitor, alterando sua capacitncia. Se aplaca de metal for ligada a um circuito que detecte a variao da capacitncia, pode-0se detectar apresena do dedo ou o toque do dedo, conforme mostra a figura 4.

Operao do sensor capacitivo.

Este tipo de sensor pode ser encontrado em veculos modernos que possuam sistemas de acionamentopor toque em dispositivos. Em alguns casos estes sensores so acoplados s prprias telas de cristallquido (LCD), sendo denominadas ento de touch screen, telas de toque.


37/89

6.4 Sensores Hall

Os sensores Hall ou ainda de Efeito Hall so sensores utilizados amplamente nos sistemas de ignioeletrnica atuais, para sensoriar a rotao do motor e assim controlar o seu funcionamento. Como onome sugere, eles se baseiam no efeito Hall.

Segundo este efeito, uma corrente eltrica numa placa de metal se desvia se for aplicado um campomagntico, conforme mostra a figura 5.

O efeito Hall

Isso significa que podemos usar uma minscula plaquinha de metal para sensoriar a presena decampos magnticos, e assim controlar peas mveis como uma engrenagem que rode ou um im presoa uma polia. Existem ento pequenos sensores Hall, na forma de circuitos integrados que so utilizadospara detectar a rotao dos dentes de uma engrenagem quando eles passam diante de um pequenoim, conforme mostra a figura 6.

O sensor Hall

A cada dente que passa diante do sensor, ele gera um impulso que pode ser utilizado para monitorar ofuncionamento do motor.

6.5 Solenides

Os solenides so dispositivos efetores no sentido de que eles traduzem um comando eltrico numaao, no caso uma fora e um movimento. Um solenide consiste numa bobina com um ncleo mvel,

conforme mostra a figura 7.


38/89

O solenide

Quando aplicamos uma tenso eltrica no solenide circula uma corrente que cria um corte campomagntico no seu interior. Este campo puxa a pea metlica que forma o ncleo exercendo um esforo

mecnico. Este tipo de dispositivo que aciona as travas eltricas ou a abertura eltrica do porta-malasde um carro.

Diversos tipos de solenides .

Dispositivo semelhante acopla o motor de partida ao motor principal quando dada a partida.

6.6 Motores

Os motores so tambm dispositivos efetores que convertem um comando eltrico em movimento. Nocarro encontramos diversos tipos de motores eltricos: para levantar e abaixar os vidros, para mudar aposio do espelho retrovisor, para acionar o limpador de pra-brisas, para borrifar gua no prabrisas,etc. Existem basicamente dois tipos de motores utilizados em aplicaes automotivas. O mais comum omotor de corrente contnua ou motor DC (direct current) que tem os aspectos mostrados na figura 9.

Motor de corrente contnua comum.

Estes motores funcionam com 12 V e seu tamanho determina a fora que podem exercer. So osmotores encontrados nos limpadores de pra-brisas, vidros, etc. O segundo tipo de motor, maissofisticado, o motor de passo que controlado diretamente por um circuito eletrnico deposicionamento. Estes motores, cujo aspecto mostrado na figura 10, destinam a aplicaes em queuma parte mecnica precisa ser posicionada com preciso.


39/89

Motor de passo.

Um Sensor Especial Sonda Lambda

Um sensor que merece um destaque especial no carro o sensor de gs ou sonda lambda como

tambm conhecido. Este sensor consiste num dispositivo capaz de detectar a quantidade de oxignioexistente num ambiente. Na figura 11 temos sua estrutura. Nesta sonda, um filamento aquece ummaterial quimicamente sensvel aos gases.

Quando este material absorve gases combustveis, ele muda sua resistncia eltrica, fornecendo assimum sinal a um circuito externo.

Um sensor de oxignio, sonda lambda (?).

Colocado no escapamento de um automvel, conforme mostra a figura 12, ele detecta a quantidade decombustvel que no foi queimado no motor e com isso determina se a mistura deve ou no serenriquecida. Explicando melhor: para que o rendimento do motor seja mxima, todo o combustvelinjetado deve ser queimado, o que significa que tambm deve ser injetada a quantidade apropriada deoxignio para o que se denomina combusto total. Temos ento uma mistura que quimicamente denominada estequiomtrica.

Sondas lambda no carro (1 e 2).

Se as propores de oxignio e combustvel no forem corretas temos baixo rendimento do motor. Asonda lambda detecta isso pela que sai no escapamento do carro, verificando assim se existe excesso deoxignio ou de combustvel, caso em que a mistura no est correta. O sinal da sonda ento enviadoao processador que ajusta ento o sistema de injeo de acordo com o necessrio para o corretofuncionamento do motor.


40/89

Eletrnica automotiva - 7 (Indicadores e Iluminao)


Indicadores e iluminao

Na lio anterior tratamos dos diversos tipos de sensores e atuadores que existem nos carros e comoeles so controlados pelos circuitos eletrnicos. Nesta lio vamos tratar de alguns outros tipos dedispositivos que so controlados pelos circuitos eletrnicos dos carros e que so de grande importnciapara seu funcionamento e tambm para o conforto do motorista e passageiros. Falaremos de lmpadas,LEDs, displays, buzzers e a buzina.

Lmpadas e LEDs

As tarefas de iluminar dentro e fora do carro antes eram realizadas pelas lmpadas comunsincandescentes. Estas lmpadas so formadas por um bulbo do qual se retira o oxignio para evitar acombusto do filamento, o filamento e uma rosca ou baioneta para seu encaixa num receptculoapropriado, conforme mostra a figura 1.

Lmpadas comuns de uso automotivo

As lmpadas de uso automotivo podem ter diversas potncias e tamanhos, alm de configuraesdependendo da sua utilizao. Por exemplo, as lmpadas usadas nos faris possuem filamentos duplos

que permitem que elas operem com duas potncias, conforme a quantidade de luz desejada.A comutao feita pela alavanca junto direo. Na figura 2 temos uma lmpada deste tipo.

Lmpada de farol com dois filamentos (alto/baixo)

Estas lmpadas podem ter potncias que vo de 20 a 40 W o que significa uma corrente que supera os 3A numa fiao de 12 V. As lmpadas que iluminam o interior, lanternas e outras aplicaes so de menorconsumo, normalmente exigindo correntes na faixa de 200 mA a 500 mA.

O teste destas lmpadas muito simples podendo ser realizado basicamente de quatro maneiras. Aprimeira a simples inspeo visual que nos permite ver quando o filamento est interrompido. Asegunda alimentando a lmpada com 12 V a tenso para a qual ela foi especificada e verificando seacende. A terceira com um provador de continuidade e a quarta com um multmetro comum, conformemostra a figura 3.
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica-automotiva/2933-eletronica-automotiva-7-indicadores-e-iluminacao.html


41/89

Testando uma lmpada com o Multmetro do livro Tudo Sobre Multmetros Volume 2

Ao usar uma lmpada numa aplicao automotiva o profissional deve estar atento s suas especificaesde corrente e tenso ou de potncia (W). Os LEDs, comeam a ser utilizados cada vez mais emaplicaes automotivas. Estes componentes consistem em semicondutores que, ao serem polarizados nosentido direto conduzem a corrente e emitem luz. Na figura 4 temos alguns tipos de LEDs comuns.

Lmpadas de LEDs para uso automotivo. Substituem diretamente as lmpadas comuns.

LEDs de alta potncia comeam a ser utilizados tambm em faris de carros.

Displays

Os displays so utilizados para apresentar informaes alfa/numricas num painel, por exemplo o painelprincipal do carro, num GPS, e em alguns tipos mais modernos tambm imagens. Eles podem serbasicamente de dois tipos: LCD e LEDs.

Os LCDs ou Liquid Crystal Display (Display de Cristal Lquido) tem basicamente a aparncia mostrada nafigura 5.


42/89

Painel de carro com mostrador de cristal lquido

Neles existe uma substncia lquida cujas molculas polarizadas podem ter sua posio modificada porum campo eltrico . Quando estas molculas so polarizadas o material passa de transparente paraopaco na regio em que elas esto e vice versa. Colocando uma fonte de luz traseira, pode-se controlarsua passagem ponto a ponto formando-se letras, nmeros ou imagens. O comando destas molculas feito atravs de um circuito sofisticado que processa as informaes que devem ser apresentadas. Agrande vantagem dos LCDs que eles apresentam um consumo muito baixo de energia. O consumomaior dos LEDs ou lmpadas que so colocados por trs para gerar a luz que eles controlam,formando a imagem; Nos LCDs que utilizam a iluminao ambiente, como os vistos em relgios digitais,o consumo de energia extremamente baixo.

Os displays de LED so formados por LEDs no formato dos smbolos que devem ser apresentados ouainda formando uma matriz de pontos, conforme mostra a figura 6.

Displays alfa - numricos de LEDs, encontrados em relgios, rdios e painis de carros.

Como eles emitem sua prpria luz, no precisam de iluminao adicional, mas tem a desvantagem deapresentarem um consumo de energia maior do que os LCDs. Os tipos mais comuns so os de luzvermelha, mas existem outras cores.

Alm destes dois displays tambm temos os tipos eletroluminescentes e os que fazem uso de plasma ougs que so mais delicados, mas que j comeam a ser encontrados em muitas aplicaes automotivas,como nos GPS. Na figura 7 mostramos um display deste tipo.


43/89

Display de imagem utilizado num GPS comum de uso automotivo.

Buzzers

Buzzers so transdutores cermicos que convertem sinais eltricos em som. Sua aplicao principal produzir sons de alerta como bips, apitos em sistemas de sinalizao. Por exemplo, quando se deixa uma

lanterna acesa e tenta-se sair do carro, a abertura da porta faz com que um buzzer emita um sinal dealerta. Na figura 8 mostramos o aspecto deste pequeno componente de grande utilidade.

Buzzers encontrados em diversas aplicaes no carro.

Os buzzers so dispositivos de alta impedncia no podendo ser testados com multmetros. O melhor aplicar um sinal de udio e verificar se ele os reproduz.

Buzina

Finalmente temos as buzinas que so transdutores eletroacsticos cuja finalidade produz sons de avisoou alerta de grande intensidade. Os tipos mais comuns se baseiam em sistemas eletromagnticos comoo mostrado na figura 9.

Buzinas comuns encontradas na maioria dos automveis.

Um campo produzido por uma bobina atrai uma membrana que tambm atua como um interruptorintermitente, gerando assim uma forte vibrao que se traduz no som emitido. O teste eltrico destedispositivo normalmente consiste na verificao da continuidade da bobina. Tipos eletrnicos comtransdutores piezoeltricos ou mesmo do tipo tweeter j comeam a ser encontrados em alguns modelosde carros mais recentes.

Outros Indicadores

Existem ainda outros tipos de fonte de luz e som utilizados nos carros, mas de uso menos comum.emos visto, por exemplo, em alguns veculos o uso de lmpadas fluorescentes ou neon, normalmente

na cor azul ou violeta. Estas lmpadas, por operarem com alta tenso exige o emprego de um circuitoinversor.

Na figura 10 exemplos dessas lmpadas.


44/89

Lmpadas neon ou fluorescentes para uso automotivo. Estas lmpadas exigem alta tensopara funcionar.

O circuito usado converte os 12 V da tenso disponvel na instalao eltrica do carro,m numa altatenso que varia entre 200 e 500 V, sob baixa corrente, que serve para alimentar estas lmpadas. claro que estas lmpadas so bastante frgeis, podendo quebrar com facilidade. Outro tipo dedispositivo luminoso que encontramos nos carros, o Brake Light ou Luz Sequencial de Freio quenormalmente utiliza LEDs comuns, conforme mostra a figura 6. Estas luzes consistem em fileiras de LEDsque so acionadas por um circuito eletrnico sequenciador, que ativado quando se pisa no freio,aproveitando a fiao da luz de freio comum. Na figura 11 temos um exemplo de luz deste tipo.

Brakelight seqencial utilizando LEDs.

Nos dois tipos de dispositivos, os problemas maiores ocorrem quando os circuitos eletrnicos deacionamento tm componentes queimados.


45/89

Eletrnica automotiva - 8(alternadores)


Nest oitava lio analisaremos um setor do carro em que a eletrnica se faz presente de forma bastanteintensa: o sistema de alimentao eltrica que parte do alternador, passa pelos reguladores de tenso etermina no sistema de carga da bateria, veja a seguir como funciona o alternador.

A obteno de energia eltrica a partir de energia mecnica como a que se dispe de um motor emmovimento relativamente simples. Os primeiros veculos com motor exploso j utilizavam osdnamos com a finalidade de obter energia eltrica para a carga da bateria e consequentemente para afasca das velas, indispensvel ao sistema de ignio. Era um sistema simples em que um dnamo eraacionado pelo motor, gerando uma baixa tenso contnua e que passando por um sistema regulador detenso alimentava tanto os dispositivos eltricos do carro que alm do sistema de ignio incluam osfaris, como tambm carregava com o excedente da energia, a bateria. Assim, conforme mostra odiagrama simples da figura 1, a finalidade do dnamo seria a de fornecer energia para o sistema eltricocom o carro em movimento. Para a partida e eventualmente para acender um farol com o carro parado,

deveria entrar em ao a bateria.

A finalidade do dnamo e de fornecer energia

A grande desvantagem do dnamo que se exige uma velocidade mnima de rotao do motor para queele produza tenso suficiente para alimentar os circuitos, da a necessidade de um sistema regulador detenso que entra em ao quando a tenso atinge o mnimo exigido.

Para veculos que trafegam na cidade e que portanto esto sujeitos a conseqentes paradas ou baixasvelocidades com a reduo da rotao do motor, o uso do dnamo tem srios inconvenientes pois existeo perigo dele no fornecer pelo tempo necessrio a energia para a carga da bateria.

Gerando tenses alternadas e com o uso de diodos semicondutores e mesmo circuitos eletrnicos possvel obter um desempenho muito melhor para o sistema eltrico dos veculos e isso o que ocorrenos veculos modernos que usam apenas a soluo do alternador como fonte de energia a partir domotor. Apenas nos sistemas eltricos de veculos mais simples encontramos a mesma configurao quefaz uso do dnamo, como, por exemplo em bicicletas para acender um farol ou luzes de sinalizao. Nosveculos automotores atuais que so mais sofisticados a eletrnica aparece em quase todas as funes

deste circuito e mesmo em funes adicionais que visam melhorar o desempenho.O alternador que o ponto de partida deste sistema um dispositivo eletro-mecnico e como tal, almde desgastes das partes mveis podem apresentar defeitos. A presena nos modelos atuais de algunsdispositivos eletrnicos internos neste dispositivo faz com que muito eletricistas de automveis tenhamcerto receio no seu manuseio, mas com as explicaes que daremos a seguir, os leitores vero que issono se justifica.
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica-automotiva/2948-eletronica-automotiva-8-alternadores.html


46/89

O DNAMO E O ALTERNADOR

O princpio de funcionamento de um dnamo muito simples: se tivermos uma bobina que gire dentrodo campo magntico criado por um conjunto de ims ou ainda por outras bobinas, conforme mostra afigura 2, cada vez que as espiras dessa bobina cortarem as linhas de fora do campo magntico aparecenos extremos da bobina uma tenso eltrica.

O princpio de funcionamento do dnamo.

Ligando uma lmpada ou outro dispositivo capaz de converter energia eltrica em outra forma deenergia, ele funcionar: no caso da lmpada ela acender. Isso indica que, para cortar as linhas de forado campo magntico preciso fazer um esforo mecnico na bobina, e a energia mecnica necessria aisso se converte em energia eltrica. O problema do dispositivo que vimos que a cada meia volta que abobina d dentro do campo magntico ela corta duas vezes as suas linhas de fora e isso em sentidosopostos. Isso significa que e cada volta, cortando as linhas duas vezes em direo oposta, a bobina gerauma tenso ora com o plo positivo de um lado, ora do outro. Em outras palavras, girando nestascondies, temos a produo de uma corrente alternada.

De modo a corrigir este problema, na sada da bobina liga-se um sistema de escovas, conforme mostra afigura 3, que inverte um dos plos numa das meias voltas, de modo que tenhamos a corrente circulandosempre no mesmo sentido, ou seja, para que obtenhamos uma corrente contnua.

O uso das escovas no dnamo.

Isso nos leva a dispositivos denominados dnamos. Se eliminarmos o sistema que inverte o sentido dacorrente a cada meia volta das espiras, o dispositivo passa a gerar correntes alternadas, ou seja,teremos um alternador. Antigamente no era simples converter a corrente alternada na correntecontnua necessria a muitos dos dispositivos eltricos e eletrnicos de um carro e por isso o uso dosdnamos era obrigatrio. No entanto, com a disponibilidade dos diodos de silcio, podemos facilmenteconverter correntes alternadas em contnuas, de modo que tanto faz para um circuito eltrico se eletenha como fonte de energia tenso contnua como alternada.

Assim, nos veculos modernos, em lugar de usarmos dnamos temos alternadores, ou seja, dispositivossemelhantes em que temos um conjunto de bobinas mveis que gira dentro do campo magntico de um

conjunto de bobinas fixas, conforme mostra a figura 4.


47/89

Esquema bsico de funcionamento de um alternador.

Neste caso, como a polaridade da corrente se inverte constantemente, ou seja, os plos se alternam,temos um alternador. Diodos so acrescentados no prprio dispositivo de modo a se obter a correntecontnua que o circuito eltrico do automvel precisa para funcionar.

Na figura 5 temos a disposio dos diodos mostrando que para facilitar a produo de energia de formamais constante so empregados trs conjuntos de bobinas e, portanto trs conjuntos (pares) de diodos

na maioria dos circuitos.

Estrutura do alternador - 1-Bobinas mveis, 2-conjunto de diodos, 4-bobina fixa, 5-

comutadores, 6-regulador de tenso.

O funcionamento de um alternador num veculo, entretanto, no apresenta uma linearidade, o que no interessante para o circuito eltrico do carro. Os diversos dispositivos que so alimentados pelaeletricidade no carro exigem uma tenso fixa, ou pelo menos que oscile numa faixa estreita de valores.Variaes da tenso muito grandes podem causar danos a diversos desses dispositivos.

Sabemos que a tenso que um dnamo apresenta na sua sada, conforme mostra a figura 6 depende dediversos fatores como, por exemplo, a velocidade que o motor gira e a intensidade da corrente exigida

pelos circuitos a ele ligados.

Dentro da variao possvel da tenso gerada existe uma faixa de regulagem em que a

tenso deve ser mantida.


48/89

O problema maior ocorre pela enorme faixa de variao de velocidade de um motor de carro que podeter rotaes entre 500 e 6000 rpm. Para que o circuito eltrico do carro se veja alimentado por umatenso dentro de uma faixa segura, devem ser agregados dispositivos reguladores de tenso.

O ALTERNADOR POR DENTRONa figura 7 temos uma vista explodida de um alternador de carro tpico mostrando suas diversas partes.

Eletrnica automotiva - 10 (InjeoEletrnica)


Histria

Para que um carro funcione preciso injetar nos cilindros uma mistura ar+combustvel com aspropores ideais para que ocorra a queima total. Para esta finalidade os carros tradicionais usavamum dispositivo totalmente mecnico denominado carburador. Os carburadores foram aperfeioadoscom o tempo, mas a soluo mecnica dada por eles entrou em declnio com o advento de recursoseletrnicos muito mais eficientes e confiveis. Na figura 1 temos o aspecto de um caburadortradicional.

Um carburador tradicional usado em motor de carro.

A partir dos anos 50 a tecnologia j estava suficientemente desenvolvida para se criar uma soluoeletrnica para se injetar combustvel num motor e assim obter-se melhor funcionamento, inclusive emtermos de rendimento e menor emisso de poluentes. Assim, gradualmente os veculos foramadotando essa soluo e em 1990 os carros deixaram de usar o carburador mecnico. Hoje, todos oscarros adotam a soluo eletrnica que estudaremos nesta lio.
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica-automotiva/3110-eletronica-automotiva-10-injecao-eletronica.html


49/89

Princpio de funcionamento

No sistema de injeo eletrnica temos vlvulas solenide que so acionadas eletricamente a partir docomando de um sistema eletrnico inteligente (central de controle). Este controle possui um

microprocessador que, a partir da informao enviada por sensores dosa tanto a quantidade decombustvel que deve ser injetada naquele instante, como o tempo exatato em que isso deve ser feito.Com este tempo controlado e a quantidade, pode-se obter o maior desempenho possvel para o motorcom a queima total do combustvel em qualquer condio de operao do motor.

Um injetor de um sistema de injeo eletrnica.

O princpio de funcionamento do sistema de injeo o seguinte:

Quando o injetor recebe um comando do sistema de controle eletrnico do carro, sua bobina energizada, ou seja, percorrida por uma porte corrente. A intensidade dessa corrente vai determinar aquantidade de combustvel que vai ser injetada naquele instante.

A fora de atrao magntica criada pela energizao da bobina faz com que um mbolo se movafazendo com que o combustvel seja injetado por um pequeno bocal.

O bocal tem um formato especial que atomiza o combustvel injetado, de modo a formar umanvoa

composta deste combustvel mais o ar, ou seja, formando a mistura que deve ser queimada no interiordo cilindro.

A central eletrnica de controle (ECU) determina pelo tempo de acionamento a quantidade decombustvel a ser injetado, o que feito pelo controle da largura de pulso (figura 3).


50/89

Forma do pulso modulado aplicado a um injetor de combustvel visualizada num

osciloscpio.

Para melhor entender a estrutura de um injetor (bico injetor, como popularmente chamado), temosna figura um deles visto em corte na figura 4.

Injetor visto em corte.

Sensores

Num sistema de injeo de eletrnica, o acionamento dos injetores deve ser feito a partir deinformaes processadas pela ECU e obtidas a partir de sensores. Assim, num sistema de injeoeletrnica entre em jogo diversos sensores cujo funcionamento correto fundamental para se obter omximo de desempenho de um motor.

Os sensores que controlam o sistema de injeo eletrnica so:

A) Sensor de massa do fluxo de ar a finalidade deste sensor informar ao microcontrolador a

quantidade de ar que est entrando no motor. Na figura 5 temos um sensor deste tipo.

Um sensor de massa do fluxo de ar de uso automotivo.

B) Sensor de oxignioeste sensor monitora a quantidade de oxignio presente no escapamento demodo a poder ser determinada se est havendo a combusto completa ou no, ou seja, se a mistura rica ou pobre (figura 6).


51/89

O sensor de oxignio.

C) Sensor de posio do aceleradoreste sensor leva central de controle (ECU) a informao sobrea velocidade que o condutor deseja imprimir ao veculo, de modo a haver uma resposta rpida svariaes de velocidade (acelerao ou desacelerao). Na figura 7 mostramos este sensor acoplado aum pedal de acelerador.

O sensor de posio do acelerador.

D) Sensor de temperatura da gua este sensor informa as condies de temperatura do motoradequando a injeo de combustvel s condies de funcionamento em funo deste parmetro. Nafigura 8 temos um exemplo de sensor deste tipo.

Um sensor de temperatura da gua de uso em automveis.

E) Sensor de tenso na realidade, um circuito eletrnico que compensa eventuais alteraes datenso que ocorrem com a mudana da velocidade do motor, fazendo correes. Por exemplo, arotao do motor aumentada em ponto morto se for detectada uma queda de tenso no sistema porhaver um consumo excessivo de corrente (faris acesos, ou som potente ligado).

F) Sensor de presso absoluta do coletora finalidade deste sensor monitorar a presso do ar queest sendo aspirado para o interior do motor. A presso tanto mais baixa quanto maior for aquantidade de ar que est entrando no motor. Atravs de informaes deste sensor possvelmonitorar a potncia que est sendo desenvolvida pelo motor. Na figura 9 temos o aspecto de

sensores deste tipo.


52/89

Sensores de presso absoluta

G) Sensor de rotao do motor a rotao do motor um dado importante para o microcontroladorpoder controlar seu funcionamento correto. O sensoriamento feito normalmente por sensores do tipoHall que se valem de campos magnticos para poder determinar a rotao ou movimentao dequalquer parte mvel de um sistema. Na figura 10 temos um sensor deste tipo.

Sensor Hall de rotao montado no distribuidor.

SistemasExistem dois tipos de sistemas de injeo eletrnica em uso nos veculos de combusto interna. Nosistema multiponto os injetores so acionados simultaneamente ou aos pares.

No sistema seqencial os injetores so acionados ou pouco antes da abertura da vlvula coletora decada cilindro.

A vantagem do sistema seqencial que ele pode responder com mais facilidades as modificaesrpidas de velocidade, pois ele s precisa esperar at a abertura da vlvula seguinte enquanto que nosistema multiponto preciso esperar que o ciclo completo de funcionamento do motor ocorra.

Diagnstico

O diagnstico de problemas de um sistema de injeo eletrnica exige o uso de recursos avanados de

anlise de motores, ou seja, os equipamentos profissionais que alm de verificar o funcionamento dossensores, da ECU e dos injetores tambm detecta outros tipos de falhas importantes.

Estes analisadores so programados com os algoritmos de funcionamento de cada tipo de motor parapoder fazer a anlise do funcionamento. Para a limpeza dos bicos injetores tambm so utilizadascubas especiais que funcionam por ultrassons. Os ultrassons fazem com que os detergentes especiaispenetrem nas partes mais difceis removendo qualquer sujeira. Na figura 11, uma mquina de limpezade injetores.


53/89

Aparelho utilizado para a limpeza de injetores.

O alternador em vista explodida. 1 a placa com os diodos. 2 o regulador e 3 as escovas.

Internamente observamos dois conjuntos de enrolamentos: os enrolamentos de campo que geram ocampo magntico que as espiras do outro enrolamento devem cortar e o enrolamento estator que gera aenergia. Internamente temos uma placa em que seis diodos de potncia so instalados para retificar acorrente alternada gerada. Estes diodos so fixados numa pea nica de metal que tambm serve dedissipador de calor (1 na figura 7).

A regulagem da tenso nos veculos mais antigos era feita por um dispositivo eletro-mecnico como noscarros que utilizavam dnamos conforme mostra a figura 8.


54/89

Um regulador de tenso eletromecnico encontrado nos modelos de carro mais antigos.

Nos veculos modernos, entretanto so usados reguladores de tenso com transistores de potncia em

configuraes como a mostrada na figura 9.

Alternador com circuito regulador de tenso utilizando transistores de potncia.

Normalmente o que temos a tradicional configurao do regulador srie em que um transistor depotncia funciona como um reostato ou resistor varivel dosando a corrente de excitao doenrolamento de excitao de modo a controlar a intensidade do campo magntico cujas espiras doenrolamento mvel vo cortar. Este processo muito melhor do que se tentarmos controlar a correnteprincipal gerada pelo dnamo que da ordem de dezenas de ampres exigindo assim transistores depotncia muito alta. Mesmo assim o transistor usado deve ser de tipo de alta corrente (20 A ou mais) jque esta a ordem de grandeza da corrente gerada.

A referncia de tenso para a sada tanto pode ser dada por diodos zener como por circuitos integrados.


55/89

No circuito mostrado como exemplo, o diodo zener Z2 fixa a tenso para o transistor T2 que funcionacomo driver, controlando a corrente principal atravs do transistor T1. N a figura 10 temos as correntesneste circuito quando em funcionamento.

Circulao das correntes no circuito regulador de tenso.

Observe que neste circuito est ligada a lmpada indicadora de painel que apaga quando a tensogerada aplicada ao circuito o que ocorre quando o motor entra em funcionamento. Configuraes maiscomplexas podem ter at 5 transistores sendo tambm encontradas em alguns veculos. Na figura 12mostramos uma configurao em que temos um regulador controlado por um SCR.

Circuito regulador de tenso utilizando SCRs.

Neste circuito o ponto de disparo do SCR aps a comutao determinado pela tenso gerada,funcionando o mesmo como um controle de fase. importante observar que o uso de equipamentoseletrnicos delicados no carro, principalmente os circuitos de microcontroladores que fazem todo ocontrole do sistema eltrico e do motor no admitem variaes grandes da tenso de alimentao,podendo sofrer danos com facilidade da a necessidade de circuitos reguladores precisos e eficientes.

SERVICE

Para o tcnico eletrnico ou eletricista de automveis, a presena de um circuito eletrnico quenormalmente embutido na instalao e no raro protegido por meios que impedem o acesso aos seus

componentes uma dificuldade na hora de se fazer o teste de funcionamento e eventualmente umareparao. Assim, constatando-se que o problema do regulador de tenso ou ainda de um do

122464049 eletronica automotiva pdf

Documents

circuito eltricoos eltrons

fio condutor

mostra a figura

fio medida

denominada tenso eltrica

lugar do circuito

fluxo de cargas

tenso queempurre