Pisca led simples

[xformer]

Todo mundo já viu circuitos de leds piscando. Seja em árvores de natal, enfeites ou mesmo aparelhos sofisticados. Uma hora ou outra vamos precisar de um led piscando em alguma montagem que fazemos.

Esse aqui eu aprendi no Youtube.  É o circuito de pisca led mais simples que eu já vi, apenas 1 transistor, o led, dois resistores e um capacitor.  


  
Basicamente é um oscilador de relaxação.  O transistor NPN é ligado reversamente (coletor mais negativo que o emissor) em série com o led e um resistor limitador de corrente de 150 ohms. Inicialmente o transistor não conduz e o capacitor é carregado pelo resistor de 4700 ohms. A tensão sobre o capacitor (e o conjunto transistor+led+resistor) sobe até atingir um valor que dispara o transistor e descarrega a carga do capacitor acendendo o led. Para que o transistor conduza é necessário que a soma da tensão da junção reversa entre emissor e base (mais ou menos 5 a 6V para o BC548) mais a tensão direta base-coletor (0,7V) e mais a tensão do led (1,7V ou mais) seja ultrapassada no capacitor.  A tensão da fonte precisou ser mais de 10V no que eu montei, de forma que com 12V com certeza vai começar a piscar. A base do transistor não é ligada a nada.
Para alterar a frequência de piscada, pode trocar o valor do resistor de 4700 ohms. Valor menor = pisca mais rapidamente, valor maior de resistor = pisca mais devagar.

[paim.arthur]

Vou testar em casa para ir pegando a manha de soldar e etc. Muito obrigado. 

[A.Sim]

Olá.

Não deve durar muito, pois a ruptura zener da junção base-emissor degrada o transistor. Vale a pena fazer o teste e ver por quanto tempo o circuito funciona.

[xformer]

Eu deixei ligado por uma noite inteira e continuou funcionando.  A descarga do capacitor é parcial e 1V abaixo do disparo já desliga o transistor novamente.

[A.Sim]

Deixa mais tempo...

[xformer]

Deixei ligado desde a tarde de ontem e até agora tudo normal (e somado às horas da outra noite já ficou mais de 24h).  Vou deixar ligado por mais um tempo.

Como a corrente é baixa nessa configuração, não deve danificar o transistor. Além disso, há vários vídeos do mesmo circuito no Youtube, então não deve haver problema com ele, desde que os componentes escolhidos não forcem o transistor.

[A.Sim]

Pode ser que leve algum tempo. Nunca se deve forçar a ruptura da junção base-emissor em um transistor, pois isso leva à degradação gradativa do componente, onde o parâmetro cuja variação é mais facilmente visível é o ganho. Para se ter uma ideia do que está ocorrendo, seria possível deixar o circuito ligado permanentemente e medir o ganho do transistor diariamente.

Uma procura rápida revelou essa publicação https://ieeexplore.ieee.org/document/1475807  Infelizmente, não tenho mais acesso aos textos do IEEExplore.

[xformer]

Hum, pena que não anotei o beta do transistor antes.   Ainda continua piscando. 
Achei curioso essa montagem com uma configuração não ortodoxa do transistor. Mas para uma aplicação simplória e não crítica como piscar um led, não tem importância se o transistor pifar uma hora. Pifou, pifou, fazer o quê.   

Mas o que eu queria saber mesmo é como é o circuito interno desses leds pisca pisca que já são fabricados para piscar sem circuito externo.  Já que não deve ser  possível embutir um capacitor de valor razoável dentro do encapsulamento/lente plástico do led, como eles fazem algo temporizado no circuito minúsculo ?

[A.Sim]

O circuito funciona aproveitando o comportamento de resistência negativa da BVceo, que todo transistor tem. Só que, funcionando invertido, a BVceo fica baixa, pois vai ser delimitada pela BVebo ( agora que o emissor virou coletor ), a tensão de ruptura ( zener ) da junção base-emissor, que é da ordem de 5 a 7 V.

É importante deixar claros esses conceitos relacionados a configurações que degradam os componentes, pois nunca se sabe quando um desses engenheiros de final de semana ( ou engenheiros de Youtube ) vai criar um circuito mirabolante e pôr no mercado milhares de porcarias.

[daniel_tubes]

A alguns anos vi um led vendido nas casas de eletrônica que piscava sozinho, era só alimentar ele que já saia piscando, seria esse o mesmo principio do suposto led.

Eu nunca comprei pra testar, achava sem utilidade pra mim ...

At daniel

[A.Sim]

É possível que o oscilador dos leds pisca-pisca use o efeito térmico. Um microresistor aquece uma junção p-n e um Schmitt-trigger transforma as variações de tensão no liga-desliga. Osciladores baseados em redes RC só se a frequência base for da ordem dos GHz e depois dividida por um número gigantesco, processo inviável para um componente de custo tão baixo.

Eu tenho alguns; nunca usei para nada. Igual led azul.

[Questão]

    Eu tenho um led desses que pisca as 3 cores em sequência. Olhando de cima dá pra ver os 3 leds e uma pastilha de circuito integrado conectados em fios de ouro. Não acho absurdo que seja um oscilador rc, mas a idéia de usar um circuito térmico parece boa. Poderia ligar ele em banho maria pra ver se a frequência aumenta.

Pode ser que leve algum tempo. Nunca se deve forçar a ruptura da junção base-emissor em um transistor, pois isso leva à degradação gradativa do componente, onde o parâmetro cuja variação é mais facilmente visível é o ganho.

    Na empresa que eu trabalho tem um desse ligado ininterruptamente a mais de 6 meses, usando um bc547, resistor de 10kΩ e capacitor de 470uF. Temos a pretensão de incluir num produto. Poderia propôr algum teste de estresse? Algo para testar 1 ano de funcionamento por dia? Talvez aumentar a tensão e a frequência. O que causa dano, a ruptura ou a corrente enquanto ele conduz inversamente?

[xformer]

O meu aqui continua piscando. Mas se o colega tem um funcionando por 6 meses, eu vou desligar e desmontar aqui (está em protoboard) pois não vou tentar bater o recorde    .  O beta fica variando, tem hora que cai, depois aumenta. Talvez por causa da temperatura ambiente que está mudando muito.

[A.Sim]

   Na empresa que eu trabalho tem um desse ligado ininterruptamente a mais de 6 meses, usando um bc547, resistor de 10kΩ e capacitor de 470uF. Temos a pretensão de incluir num produto. Poderia propor algum teste de estresse? Algo para testar 1 ano de funcionamento por dia? Talvez aumentar a tensão e a frequência. O que causa dano, a ruptura ou a corrente enquanto ele conduz inversamente?

Boa pergunta. Eu danifiquei alguns transistores de UHF com o multiteste apenas testando a junção B-E reversamente ( nome da vítima : 2SC2570 ). Foi bizzarro, nunca havia acontecido antes com outros transistores. Embora a literatura advirta quanto à degradação do Hfe devido à ruptura zener da junção B-E, não sei dizer por que isso acontece. O paper que citei pode dar uma luz, mas não consegui baixá-lo.

[Questão]

    Tudo bem, vou baixar o artigo quando passar na universidade. Apesar de antigaço ele parece interessante. Compartilho aqui se for permitido.