Capítulo 4: Esquemático

• Esquemático
• Atividades

Esquemático

Nessa seção, falaremos das funções básicas usadas no esquemático.

Criando um novo projeto

Em início, clique em "Novo projeto" e a tela da Figura 1 aparecerá:

Figura 1: Criando um Projeto.

Fonte: EASYEDA

Após fazer as alterações necessárias nessa tela, selecione "Salvar" para abrir a tela do esquemático.

Durante o projeto, dois atalhos serão bastante usados:

• Tecla R para rodar os componentes.
• Tecla W para criar as conexões.

Ferramentas básicas: Common Library

A Common Library é a biblioteca do próprio sistema que contém componentes básicos. Nela, encontramos componentes com simbologias tanto no padrão britânico quanto no americano. Além disso, para alterar o tamanho do componente, basta clicar na seta do campo inferior direito que aparece ao selecionar um componente, como mostrado na Figura 2.

Figura 2: Tipos de Resistor em Commom Library.

Fonte: EASYEDA

Ferramentas básicas: Biblioteca

A Biblioteca é a seção que possui diversas bibliotecas online. Nela, encontramos as seguintes abas:

• Espaço de Trabalho: bibliotecas criadas pelo próprio usuário.
• LCSC: componentes da empresa JLC.
• Sistema: biblioteca mais ampla do sistema.
• Contribuídos por usuários: componentes criados por outros usuários. Cuidado ao usar os componentes dessa biblioteca, pois nem todos podem estar com as dimensões corretas.

Antes de prosseguir, explore essas bibliotecas e os componentes que elas oferecem. Para um estudo mais completo, pesquise por componentes como optoacoplador e regulador de tensão.

Ferramentas de Ligação

Na tela do esquemático, temos os seguintes comandos:

• Wire (W): cria conexões entre os componentes.
• Bus (B): conecta múltiplos fios.
• Bus Entry: conecta o "Bus" a outras redes de fios.
• NetLabel: nomeia os fios para facilitar identificação.
• Porta-Net: semelhante ao NetLabel.
• Bandeira Não-Conectada: indica que um pino não será utilizado.
• Sonda de Tensão: mede a forma de onda em simulações.
• Pin (P): adiciona pinos a um componente criado pelo usuário.
• Agrupar/desagrupar símbolos: organiza os símbolos nos esquemáticos.

Na Figura 3, vemos a janela e a representação de seuas funções:

Figura 3: Ferramentas de ligação.

Fonte: EASYEDA

Ferramentas de Desenho

Aqui é possível criar diversas formas e utilizar configurações adicionais, como inserir imagens e mover componentes.

Simulação de Circuitos

Além da criação de PCBs, o EASYEDA permite a simulação de circuitos. Para isso:

1. Vá em "Início" → "Modo Padrão" → "Mudar para o modo de simulação".

Figura 4: Mudança para o modo de simulação.

Fonte: EASYEDA

Após essa alteração, algumas mudanças ocorrerão na plataforma:

• A Common Library incluirá uma aba de Instrumentos/Medidores, com osciloscópio, gerador de sinais, entre outros, como visto na Figura 5.
• A biblioteca será "Biblioteca Spice", específica para simulações.

Figura 5: Exemplos de instrumentos disponíveis na plataforma.

Fonte: EASYEDA

Agora, crie seu circuito normalmente, adicione os instrumentos necessários e execute a simulação.

Resumo do Capítulo

Neste capítulo, aprendemos:

✅ Common Library: contém componentes básicos como resistores e LEDs.
✅ Biblioteca: possui uma grande variedade de componentes online.
✅ Ferramentas de Ligação: utilizadas para conectar os componentes no esquemático.
✅ Ferramentas de Desenho: permitem personalizar a PCB.
✅ Modo Simulação: possibilita testar o circuito antes da produção.

Atividades

Vamos praticar o que aprendemos! As atividades serão divididas por nível:

• N1: Circuitos para alunos do Fundamental II.
• N2: Circuitos para alunos do Ensino Médio.
• N3: Circuitos para alunos do Ensino Superior.

Para todas as atividades, utilizaremos o microcontrolador ESP32.

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Atividade Nível 1

Nesse primeiro circuito, iremos usar 4 componentes:

• Sensor DHT22: Esse é um sensor digital que captura dados de temperatura e umidade. De acordo com seu datasheet, ele funciona em uma faixa de -40°C a +80°C com uma precisão de 0.5°C para temperatura e de 0-100% para umidade com precisão de 2% da umidade relativa. Além disso, ele consegue detectar dados a cada 2 segundos ;
• Buzzer: dispositivo eletrônico que emite um som que pode ser agudo ou grave quando acionado. Dentre os tipos de Buzzer, podemos citar 2, o ativo e o passivo. No primeiro, o componente emite um som ao ser energizado corretamente, assim, não é possível variar o som emitido. Já no segundo, é preciso um circuito externo para gerar o som, logo é possível ter uma variedade nos sons emitidos;
• LED;
• Resistor.

Desse modo, o objetivo dessa atividade é criar um circuito com um sensor DHT22 que aciona um LED ou um Buzzer, dependendo da temperatura atingida. Para isso, vamos compreender o funcionamento do circuito primeiro. Precisamos conectar o terminal positivo do Buzzer a um pino no ESP32 que gere um sinal PWM, aqui será o pino 23, para controlar a saída de som e conectar um resistor entre o ground do microcontrolador e do Buzzer; o sensor deve ter seu canal 2 conectado tanto a qualquer canal digital GPIO do ESP32 quanto a um resistor de 10KΩ de pull-up, o canal 1 e a outra perna do resistor devem ser conectadas ao 3.3V no ESP32 e o canal 3 não deve ter conexão.

Seguindo para o EasyEda, siga as instruções para encontrar os componentes:

• Em "Common Library", selecione os componentes: Resistor "R-AXIAL-0.4-US" e o LED "LED-TG-5MM-R";
• "DHT22" em "Biblioteca" - "Sistema 1";
• Em "Biblioteca" pesquise por "ESP32 Wroom" e selecione o modelo "ESP32 WROOM-32 ESP32-S" em "Contribuído por usuários".

Fazendo as conexões necessárias, seu circuito deverá ficar desse modo:

Figura 1: Conexões com o microcontrolador.

Fonte: EASYEDA

Figura 2: Conexão com o sensor.

Fonte: EASYEDA

Figura 3: Conexões com Buzzer e LED.

Fonte: EASYEDA

Atividade Nível 2

Nesse circuito, iremos usar 3 componentes:

• Display LCD 16x2: esse dispositivo permite visualizar os dados captados pelo sensor em uma disposição de 16 caracteres e 2 linhas. Esse dispositivo pode funcionar tanto com uma comunicação I2C ou sem;
• Sensor BMP280: Esse é um sensor que capta dados de pressão e temperatura. De acordo com seu datasheet, ele funciona em uma faixa de 300 a 1100 hPa para pressão com uma precisão de 0.12hPa e de -40°C a +80°C para temperatura colocar referência;
• ESP32.

Assim, o objetivo desse circuito é mostrar no display os dados de pressão ou temperatura que podem ser coletados pelo BMP280. Para isso, vamos compreender o funcionamento do circuito primeiro. Primeiro vamos falar sobre o protocolo de comunicação I2C. De forma simples, nessa comunicação existem dois tipos de dispositivos: o primário, dispositivo que solicita os dados, e o secundário, dispositivo que envia esses dados, sendo que, podem ter vários dispositivos escravos conectados a um mestre já que cada um possui um endereçamento único. Também, nessa comunicação temos os pinos SDA e o SCL. O pino SDA é responsável por transmitir e receber as informações e o pino SDA pelo sinal de clock. Assim, a conexão do BMP é simples, os pinos de alimentação e de comunicação deverão ser conectados a seus equivalentes no ESP32, já o display tem mais conexões necessárias que estão mostradas na Figura 4.

Seguindo para o esquemático, siga as instruções:

• Em "Biblioteca" pesquise BMP280 em "LCSC" e selecione o modelo "BMP280_C9900132626";
• Em "Biblioteca" pesquise por "ESP32 Wroom" e selecione o modelo "ESP32 WROOM-32 ESP32-S" em "Contribuído por usuários".

Fazendo as conexões necessárias, seu circuito deverá ficar desse modo:

Figura 4: Conexões no microcontrolador e no Display.

Fonte: EASYEDA

Figura 5: Conexões sensor BMP280.

Fonte: EASYEDA

Atividade Nível 3

Nesse circuito, iremos usar 3 componentes:

• Módulo Cartão SD: iremos armazenar os dados coletados nele para consultar em outro dispositivo quando necessário;
• Sensor BMP280;
• ESP32.

Nessa atividade, vamos fazer um circuito com um sensor que usa a comunicação I2C e que armazena memória. Para isso, siga as instruções:

• Em "Biblioteca" pesquise BMP280 em "LCSC" e selecione o modelo "BMP280_C9900132626";
• "MICROSDCARD-MODULE" em "Biblioteca" - "Contribuídos por usuários";
• Em "Biblioteca" pesquise por "ESP32 Wroom" e selecione o modelo "ESP32 WROOM-32 ESP32-S" em "Contribuído por usuários".

Seu esquemático deverá ficar com essas conexões:

Figura 6: Conexão do circuito

Fonte: EASYEDA

Os datasheets podem ser encontrados em Referências.