Componentes eletrônicos básicos: símbolos, unidades e funções

Os componentes eletrônicos básicos são os blocos de construção de qualquer circuito: peças que limitam a corrente, armazenam energia, deixam a corrente passar em um só sentido, chaveiam, amplificam um sinal ou protegem o circuito. Resistor, capacitor, indutor, diodo, LED, transistor, MOSFET, circuito integrado, relé, regulador de tensão, fusível, botão, potenciômetro e cristal: de um carregador de celular a uma placa Arduino, você encontra vários desses catorze componentes dentro de quase todo aparelho eletrônico. Cada um tem o seu símbolo no esquema, uma letra de referência (como R, C, L, D ou Q) e uma unidade que descreve o seu valor. Reconhecê-los é o primeiro passo para ler um esquema do circuito e montar os seus próprios projetos sem erros.

Neste guia, primeiro reunimos os catorze componentes em uma tabela-resumo com a letra de referência, a unidade, o símbolo, a aparência e a função típica de cada um. Depois explicamos a diferença entre componentes passivos e ativos, como cada peça funciona, quais valores você vai encontrar e os erros mais comuns; no fim de cada seção há um link para um artigo aprofundado sobre aquele componente. Na última parte, montamos um circuito com Arduino, ESP32 e Raspberry Pi Pico que combina potenciômetro, resistor, LED, botão, transistor, diodo, capacitor e relé, e você vai ver como testar componentes com um Arduino e um multímetro.

Quais são os componentes eletrônicos básicos? Tabela-resumo

A tabela abaixo compara, em uma olhada, os catorze componentes tratados neste artigo. A letra de referência é a abreviação escrita no início da identificação de uma peça no esquema; números como R1, C3 ou Q2 distinguem peças do mesmo tipo. A coluna unidade mostra em qual grandeza o valor do componente é dado: resistores são medidos em ohms (Ω), capacitores em farads (F), indutores em henrys (H) e cristais em hertz (Hz). Diodos, transistores e relés não têm uma unidade única; você os escolhe pela tensão (V) e pela corrente (A) que suportam. A coluna de símbolos segue os desenhos IEC usados na Europa e em boa parte do mundo, inclusive no Brasil; em esquemas americanos (ANSI), alguns símbolos têm outra aparência.

Componentes passivos e ativos

Os componentes eletrônicos costumam ser divididos em dois grandes grupos. Os componentes passivos não acrescentam energia ao circuito e não conseguem amplificar um sinal; eles apenas dissipam energia (resistor), armazenam (capacitor, indutor) ou filtram. Os componentes ativos usam a energia de uma fonte de alimentação para controlar outra corrente ou amplificar um sinal; transistores, MOSFETs e circuitos integrados pertencem a esse grupo. Diodos e LEDs ficam na fronteira: como não fornecem ganho, são passivos pela definição estrita, mas, como são feitos do mesmo material semicondutor dos transistores, muitos livros didáticos os colocam entre os componentes ativos. Se isso cair em uma prova, siga a definição do seu livro. Peças como relés, botões e fusíveis costumam ser agrupadas à parte, como componentes eletromecânicos ou de proteção.

Resistor: o componente que limita a corrente

O resistor é o componente mais básico: ele se opõe à corrente que passa por ele e transforma parte da energia em calor. A unidade é o ohm (Ω), e a relação entre tensão, corrente e resistência é dada por V = I × R, a lei de Ohm. No Arduino, você vai usar resistores principalmente para duas tarefas: limitar a corrente de uma peça como um LED e montar um divisor de tensão. Por exemplo, para acender um LED vermelho com 15 mA a partir de um pino de 5 V, você precisa de (5 − 2) / 0,015 = 200 Ω; escolhe-se o próximo valor padrão acima, 220 Ω. O valor de um resistor PTH (com terminais) é lido nas faixas coloridas do corpo: vermelho-vermelho-marrom-dourado significa 220 Ω com tolerância de ±5%. Os resistores são fabricados em valores padronizados chamados série E12 (10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82 e os seus múltiplos de dez). Tão importante quanto o valor é a potência nominal: os resistores dos circuitos de hobby costumam ser de 1/4 W e, se a potência calculada com P = I² × R passar disso, o resistor esquenta e queima. Você pode decifrar as faixas com a ferramenta Código de cores; para mais detalhes, veja O que é um resistor? e Lei de Ohm.

Capacitor: um reservatório de energia pequeno e rápido

O capacitor armazena carga elétrica em duas placas condutoras separadas por uma camada isolante e consegue devolver essa carga muito rapidamente. A unidade é o farad (F), mas, como um farad é enorme, na prática você usa picofarads (pF), nanofarads (nF) e microfarads (µF): 1 µF = 1.000 nF = 1.000.000 pF. Depois de carregado, ele bloqueia a corrente contínua, enquanto sinais que mudam rápido e ruídos passam por ele. É por isso que um capacitor cerâmico de desacoplamento de 100 nF fica ao lado dos pinos de alimentação de cada CI, e capacitores eletrolíticos de 100–1000 µF são colocados na alimentação de motores e servos. Os capacitores cerâmicos não são polarizados, e o valor vem impresso como um código: 104 significa 10 seguido de quatro zeros, ou seja, 100.000 pF = 100 nF. Os eletrolíticos são polarizados; a faixa clara no corpo marca a perna negativa e, se forem ligados ao contrário, podem estufar e estourar. Quando usado com um resistor, a constante de tempo τ = R × C define a velocidade com que o capacitor se carrega; com 10 kΩ e 100 µF, τ = 1 segundo. Você pode decifrar as marcações com a ferramenta Código do capacitor e ler sobre tipos e cálculos em O que é um capacitor?.

Indutor (bobina): o componente que resiste a mudanças bruscas de corrente

O indutor é feito enrolando um fio condutor, geralmente em volta de um núcleo de pó de ferro ou de ferrite, e armazena energia em um campo magnético. A unidade é o henry (H); em eletrônica você vai ver principalmente microhenrys (µH) e milihenrys (mH). Ao contrário do capacitor, o indutor se opõe a mudanças bruscas de corrente: a tensão sobre ele é dada por V = L × di/dt. Por isso ele deixa passar a corrente contínua quase sem oposição, mas resiste a frequências altas; essa oposição é calculada com XL = 2π × f × L. O lugar onde você mais vai encontrá-lo é o grande indutor preto dos conversores abaixadores chaveados (step-down), como o LM2596 (normalmente de 33–47 µH), onde ele armazena energia a cada ciclo de chaveamento e a repassa para a carga. Relés, motores, buzzers e alto-falantes também têm bobinas e, no instante em que a corrente é cortada, produzem um pico de alta tensão no sentido oposto; para suprimi-lo, liga-se um diodo invertido em paralelo com as cargas indutivas. O valor dos pequenos indutores PTH é marcado com faixas coloridas, como nos resistores, em µH; você pode lê-lo com a ferramenta Código do indutor e, para mais detalhes, ver O que é um indutor?.

Diodos e LEDs: uma rua de mão única para a corrente

O diodo é um semicondutor que deixa a corrente passar em um só sentido, do ânodo para o cátodo; no sentido inverso, quase nenhuma corrente passa. Enquanto conduz, cai sobre ele uma tensão direta: cerca de 0,6–1 V nos diodos de silício e 0,15–0,6 V nos diodos Schottky. A faixa cinza ou branca no corpo marca o cátodo e corresponde à barra do símbolo no esquema. Os tipos mais comuns são o retificador 1N4007, para 1 A e 1000 V, o rápido diodo de pequeno sinal 1N4148 e o Schottky de baixa queda 1N5819. Um diodo tem quatro funções básicas: transformar CA em CC (retificação), proteger o circuito de uma bateria ligada ao contrário, suprimir os picos de tensão reversa das cargas indutivas, como relés e motores (diodo de roda livre, ou flyback), e, no caso do diodo Zener, manter uma tensão em um valor fixo. Comparações detalhadas e métodos de teste estão em O que é um diodo?.

O LED (diodo emissor de luz) é um diodo que emite luz quando a corrente passa e, como os outros diodos, funciona em um só sentido. A perna longa é o ânodo (+) e a perna curta é o cátodo (−); a cúpula também tem um lado chanfrado do lado do cátodo. A regra de ouro dos LEDs é sempre usar um resistor em série: o LED não limita a própria corrente, então, quando a tensão sobe um pouco acima da tensão direta, a corrente dispara e o LED ou o pino do Arduino é danificado. O valor do resistor é calculado com R = (Vfonte − VLED) / I. LEDs comuns de 5 mm funcionam tranquilamente com 10–20 mA; LEDs vermelhos e amarelos têm tensão direta de cerca de 2 V, enquanto os azuis, brancos e verdes de alto brilho ficam em torno de 3 V. Você pode fazer a conta com a ferramenta Resistor para LED, conferir as tensões diretas por cor com a ferramenta Tensões dos LEDs e ler mais em O que é um LED?.

Transistores e MOSFETs: chaves eletrônicas

O transistor (BJT) é um semicondutor de três pernas que controla uma corrente de coletor muito maior com uma pequena corrente de base. As pernas são a base (B), o coletor (C) e o emissor (E), e o ganho de corrente é expresso por IC = hFE × IB. Existem dois tipos, NPN e PNP; nos projetos com Arduino, o tipo NPN, com o emissor ligado ao GND, é muito mais comum. Como um pino do Arduino não fornece com segurança muito mais que cerca de 20 mA, cargas como relés, motores, buzzers e fitas de LED são acionadas por meio de um transistor. Sempre deve haver um resistor entre o pino e a base: para acionar um relé de 5 V (cerca de 71 mA) com um 2N2222A, 680 Ω servem para o Arduino Uno e 470 Ω para o ESP32 e o Pico, que trabalham com 3,3 V. O BC547 (100 mA) é usado para cargas pequenas, o 2N2222A (600 mA) para cargas médias e o Darlington TIP120 (5 A) para até alguns ampères. Como a pinagem muda de modelo para modelo, confira na ferramenta Transistores; regiões de operação e cálculos estão em O que é um transistor?.

O MOSFET também é um transistor, mas é controlado por tensão, e não por corrente. Os terminais são o gate (G, porta), o dreno (D, drain) e a fonte (S, source). O gate é isolado do canal por uma fina camada de óxido, então, em regime estável, quase não consome corrente; quando a tensão entre gate e fonte fica bem acima do limiar (VGS(th)), a resistência entre dreno e fonte (RDS(on)) cai para alguns miliohms. É por isso que, com correntes altas, um MOSFET esquenta muito menos que um BJT. O mais importante com o Arduino é escolher uma peça de nível lógico: o IRLZ44N conduz totalmente com 5 V no gate, enquanto o popular IRF540N precisa de 10 V para conduzir totalmente e esquenta com 5 V. Para os pinos de 3,3 V do ESP32 e do Pico, escolhem-se peças com limiar mais baixo, como o IRLB8721 ou o AO3400. Coloque um resistor de 100–220 Ω em série com o gate e um pull-down de 10 kΩ entre o gate e o GND. Os diagramas de ligação estão em Como usar um MOSFET com Arduino.

Circuito integrado (CI): milhares de componentes em um chip

O circuito integrado (CI, chip) é um circuito pronto em que milhares ou até bilhões de componentes, como transistores, resistores e capacitores, são combinados em uma única pastilha de silício. No esquema, costuma ser desenhado como uma caixa com pinos numerados e identificado com U ou IC. As versões que encaixam na protoboard vêm em encapsulamento DIP (DIP-8, DIP-14, DIP-16), enquanto as placas prontas usam encapsulamentos SMD bem menores (SOIC, TSSOP). Para ligar os pinos corretamente, encontre primeiro o pino 1: procure o chanfro em meia-lua em uma das pontas do corpo ou o pontinho em um canto. Olhando o chip de cima, com o chanfro à esquerda, o pino de baixo à esquerda é o pino 1 e os números aumentam no sentido anti-horário. Os CIs que você mais vai encontrar em projetos de hobby são o timer NE555, o 74HC595, que acrescenta saídas, o amplificador operacional LM358, os chips de portas lógicas e o ATmega328P de 28 pinos, o cérebro do Arduino Uno. Crie o hábito de colocar um capacitor de 100 nF entre os pinos VCC e GND de cada CI, o mais perto possível.

Relé: chavear uma carga grande com um sinal pequeno

O relé é uma chave eletromecânica: quando a corrente passa pela bobina, o campo magnético gerado puxa um contato metálico. Como o lado dos contatos é eletricamente isolado da bobina, você pode ligar e desligar uma lâmpada da rede elétrica ou uma bomba de 12 V com um sinal de 5 V. Os contatos se chamam COM (comum), NO (normalmente aberto, NA) e NC (normalmente fechado, NF): com a bobina desenergizada, o COM fica ligado ao NC; quando a bobina atraca, o COM passa para o NO. O relé SRD-05VDC-SL-C dos kits de Arduino tem uma bobina de cerca de 70 Ω e consome cerca de 71 mA em 5 V, muito mais do que um pino consegue fornecer. Por isso o relé é sempre acionado por meio de um transistor, com um diodo de roda livre ligado invertido em paralelo com a bobina. Os módulos relé prontos já trazem o transistor, o diodo e o LED de status na placa. As pequenas chaves em que dois contatos finos dentro de um tubo de vidro se fecham quando um ímã se aproxima são conhecidas como reed switches e são usadas em sensores de porta e janela.

Regulador de tensão: uma alimentação estável e segura

O regulador de tensão mantém uma tensão constante na saída mesmo quando a tensão de entrada oscila. O exemplo mais conhecido é o 7805: ele produz 5 V a partir de uma entrada entre 7 e 35 V e, com dissipador, fornece até 1,5 A. Com a face impressa virada para você, os pinos da esquerda para a direita são entrada (IN), GND e saída (OUT). O 7805 é um regulador linear; ele transforma a diferença de tensão em calor. A potência desperdiçada é P = (Ventrada − Vsaída) × I: puxar 0,5 A em 5 V a partir de 12 V gera 3,5 W de calor, o que um encapsulamento TO-220 não aguenta sem dissipador. Para uma saída de 3,3 V, usa-se o AMS1117-3.3, presente também em muitas placas ESP32; ele é um regulador de baixa queda (LDO), então a entrada só precisa ficar cerca de 1,1–1,3 V acima da saída. Se você precisa de corrente alta e eficiência, um conversor abaixador chaveado como o LM2596 fornece até 3 A com cerca de 80–90% de eficiência. Não se esqueça dos capacitores na entrada e na saída do regulador; os detalhes estão em Regulador de tensão 7805 e Como alimentar o Arduino.

Fusível: o cinto de segurança do circuito

O fusível é um componente de proteção que interrompe o circuito derretendo, ou aumentando muito a própria resistência, quando a corrente que passa por ele ultrapassa um valor definido. A função real dele não é proteger as peças eletrônicas, e sim proteger a fiação, as baterias e a fonte de alimentação do aquecimento e do incêndio que um curto-circuito poderia causar. Ele vem marcado com a corrente nominal (ex.: 1 A) e a tensão máxima que suporta (ex.: 250 V). A letra na frente também importa: um fusível F (rápido) queima na hora em uma sobrecorrente repentina, enquanto um fusível T (retardado) tolera o pico curto de corrente de partida de motores e capacitores grandes ao ligar. Escolha um fusível com cerca de 1,25–1,5 vez a corrente normal de operação e coloque-o na linha positiva da alimentação, o mais perto possível da fonte. Fusíveis de tubo de vidro (5×20 mm) e fusíveis automotivos tipo lâmina precisam ser trocados depois que queimam; os fusíveis PTC (rearmáveis) cortam a corrente quando esquentam e voltam ao normal quando esfriam. O Arduino Uno tem um fusível PTC desses na entrada USB, que protege a porta USB do seu computador com correntes acima de 500 mA. Para descobrir se a sua placa está mesmo danificada, veja Meu Arduino queimou?.

Botões e chaves: abrir e fechar um circuito com a mão

O botão (push button) é uma chave momentânea que só faz contato enquanto você o mantém pressionado e abre quando você solta. Uma chave (deslizante, de alavanca ou gangorra) fica na posição em que você a deixa. A disposição dos contatos é descrita por abreviações: SPST é uma chave liga-desliga simples, SPDT é um seletor que liga um terminal comum a uma de duas saídas e DPDT chaveia dois circuitos separados ao mesmo tempo. O botão de 6×6 mm dos kits de protoboard tem quatro pernas, mas só dois contatos separados: os pares de pernas são ligados internamente, então ligar o botão pelas pernas em diagonal é o jeito mais seguro. Ao ligá-lo ao Arduino, você precisa de um resistor de pull-up ou de pull-down para que o pino nunca fique flutuando; o mais fácil é ativar no código o resistor interno de 20–50 kΩ do ATmega328P com INPUT_PULLUP. Assim, o pino lê LOW enquanto o botão está pressionado. Os contatos mecânicos vibram por alguns milissegundos quando são pressionados (repique, ou bounce); filtramos isso no software esperando 20–50 ms. Os detalhes estão em Como ligar um botão ao Arduino.

Potenciômetro: um resistor ajustável

O potenciômetro é um resistor ajustável de três pernas cujo terminal do meio (o cursor) desliza sobre uma pista resistiva conforme você gira o eixo. A resistência entre as pernas das pontas é fixa (ex.: 10 kΩ), enquanto a resistência entre a perna do meio e qualquer uma das pontas varia de 0 a 10 kΩ. Ligue as pernas das pontas ao 5V e ao GND e a do meio a uma entrada analógica, e o potenciômetro vira um divisor de tensão ajustável; a função analogRead() do Arduino Uno então lê um valor de 0 a 1023. A letra no corpo indica a curva: na maioria das peças, B significa linear e A significa logarítmico (para volume de áudio); B10K é um potenciômetro linear de 10 kΩ. As versões pequenas, soldadas na placa e ajustadas uma vez com uma chave de fenda, são chamadas de trimpots; elas são usadas para o contraste de LCDs e o ajuste do limite de sensores. Detalhes e exemplos de projetos estão em O que é um potenciômetro?.

Cristal: o batimento cardíaco do circuito

O cristal (cristal de quartzo) é uma fatia fina de quartzo que vibra em uma frequência muito estável quando uma tensão é aplicada a ele; isso se chama efeito piezoelétrico. A unidade é o hertz (Hz), e o valor vem impresso no corpo em MHz ou kHz (ex.: a marcação 16.000 = 16 MHz). Os microcontroladores executam as instruções no ritmo do sinal de clock definido por essa vibração, e a precisão de funções de tempo como delay() e millis() depende dele. As placas Arduino baseadas no ATmega328P rodam a 16 MHz (o Uno R3 original usa para isso um ressonador cerâmico mais barato em vez de um cristal, enquanto muitas placas clones têm um cristal em caixinha metálica); dois pequenos capacitores de 22 pF costumam ficar entre as pernas do cristal e o GND. Sob a blindagem metálica dos módulos ESP32 há um cristal de 40 MHz, e o Raspberry Pi Pico tem um de 12 MHz. Os módulos de relógio usam um cristal de 32,768 kHz porque esse valor é 2 elevado à 15ª potência: dividido por dois 15 vezes, ele dá exatamente 1 Hz, um pulso por segundo. É assim que os módulos de relógio RTC mantêm a hora certa mesmo com o Arduino desligado.

Como ler componentes e valores no esquema do circuito

No esquema, cada componente traz duas informações: a identificação, formada por uma letra de referência e um número (R1, C2, Q1, U3), e o valor (220, 100n, BC547). As mesmas identificações vêm impressas na placa de circuito, então você encontra facilmente na placa onde fica o R7 do esquema. Os valores muitas vezes usam a letra da unidade no lugar da vírgula decimal; isso evita que uma vírgula ou um ponto desapareça em uma impressão pequena e o valor seja lido dez vezes errado. Explicamos passo a passo como ler esquemas em Como ler um esquema elétrico; estas são as notações que você vai ver com mais frequência:

• 4k7, 1M, 2R2, 0R: respectivamente 4,7 kΩ, 1 MΩ e 2,2 Ω; nos valores em ohms, a letra R ocupa o lugar da vírgula decimal. 0R é um resistor jumper de zero ohm.
• 100n, 104, 0.1u: os três são o mesmo valor, 100 nF; como os teclados não têm µ, escreve-se u no lugar.
• 10u/16V: um capacitor eletrolítico de 10 µF para 16 V; a tensão nominal deve ser pelo menos 1,5 vez a maior tensão do circuito.
• L1 4u7: um indutor de 4,7 µH; como a identificação começa com L, a unidade é o henry.
• D1 1N4007, Q1 BC547, U1 NE555: nos semicondutores, escreve-se o código da peça em vez de um valor; as especificações estão no datasheet daquela peça.
• 472 ou 01C: são códigos impressos em resistores SMD; 472 significa 47 seguido de dois zeros, ou seja, 4,7 kΩ. Para os códigos com letras, veja Códigos de resistores SMD e a ferramenta Código SMD.

Na prática: oito componentes funcionando em um só circuito

O melhor jeito de fixar a teoria é fazer os componentes trabalharem juntos. No circuito que vamos montar, um potenciômetro ajusta o brilho de um LED, um resistor de 220 Ω limita a corrente do LED e um botão liga e desliga um relé a cada toque; o relé é atracado por um transistor 2N2222A acionado por meio de um resistor de base. Um diodo 1N4007 ligado invertido em paralelo com a bobina do relé protege o transistor, enquanto um capacitor de 100 nF entre o cursor do potenciômetro e o GND reduz o ruído na leitura analógica. Por enquanto, você não precisa ligar nada aos contatos do relé; você vai ouvir o clique quando ele chavear. Se é a primeira vez que você usa uma protoboard, leia antes O que é uma protoboard?.

1// Elektronik devre elemanları deneyi / Electronic components experiment
2// Pot -> LED parlaklığı, buton -> transistör + röle / pot -> LED brightness, button -> transistor + relay
3#if defined(ESP32)
4const int POT_PIN = 34;       // ADC1, yalnızca giriş / ADC1, input only
5const int LED_PIN = 18;       // 220 Ω üzerinden LED / LED via 220 Ω
6const int BUTTON_PIN = 4;     // diğer bacak GND'ye / other leg to GND
7const int RELAY_PIN = 23;     // 470 Ω ile 2N2222A beyzine / to the 2N2222A base via 470 Ω
8const int ADC_MAX = 4095;     // 12 bit ADC
9const float VREF = 3.3;
10#else
11const int POT_PIN = A0;
12const int LED_PIN = 9;        // PWM pini (~) / PWM pin (~)
13const int BUTTON_PIN = 2;     // diğer bacak GND'ye / other leg to GND
14const int RELAY_PIN = 7;      // 680 Ω ile 2N2222A beyzine / to the 2N2222A base via 680 Ω
15const int ADC_MAX = 1023;     // 10 bit ADC
16const float VREF = 5.0;
17#endif
18
19bool relayOn = false;
20int lastReading = HIGH;             // son ham okuma / last raw reading
21int stableState = HIGH;             // zıplamadan arınmış durum / debounced state
22unsigned long lastChange = 0;       // son değişim anı / time of last change
23unsigned long lastPrint = 0;
24
25void setup() {
26  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
27  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
28  digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);           // açılışta röle kapalı / relay off at startup
29  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);      // dahili pull-up direnci / internal pull-up resistor
30  Serial.begin(115200);
31}
32
33void loop() {
34  // 1) Potansiyometre -> LED parlaklığı (PWM) / potentiometer -> LED brightness (PWM)
35  int pot = analogRead(POT_PIN);
36  analogWrite(LED_PIN, map(pot, 0, ADC_MAX, 0, 255));
37
38  // 2) Buton -> röle, 30 ms zıplama filtresi / button -> relay, 30 ms debounce
39  int reading = digitalRead(BUTTON_PIN);
40  if (reading != lastReading) {
41    lastChange = millis();
42    lastReading = reading;
43  }
44  if (millis() - lastChange > 30 && reading != stableState) {
45    stableState = reading;
46    if (stableState == LOW) {             // basıldı / pressed
47      relayOn = !relayOn;
48      digitalWrite(RELAY_PIN, relayOn ? HIGH : LOW);
49    }
50  }
51
52  // 3) Yarım saniyede bir rapor / report every half second
53  if (millis() - lastPrint >= 500) {
54    lastPrint = millis();
55    Serial.print("Pot: ");
56    Serial.print(pot * VREF / ADC_MAX, 2);
57    Serial.print(" V | Röle / relay: ");
58    Serial.println(relayOn ? "AÇIK / ON" : "KAPALI / OFF");
59  }
60}

O código faz três tarefas independentes no mesmo loop() sem que nenhuma delas fique esperando. analogRead() lê a tensão no cursor do potenciômetro e map() a converte para a faixa de 0–255; graças ao PWM, o brilho do LED acompanha esse valor. O botão é lido com millis() em vez de delay(): se a leitura ficar igual por 30 ms, conta como um toque real e o estado do relé é invertido. Quando o pino vai para HIGH, o 2N2222A satura, a corrente passa pela bobina do relé e o contato muda para o NO com um clique; quando o pino vai para LOW, a energia da bobina se dissipa sem causar danos pelo 1N4007. Graças à linha #if defined(ESP32), o mesmo código compila em um ESP32 com os pinos dele e a resolução de 12 bits do ADC. Abra o Monitor Serial a 115200 baud para acompanhar ao vivo a tensão do potenciômetro e o estado do relé.

O mesmo circuito com Raspberry Pi Pico e MicroPython

Para rodar o mesmo circuito em um Raspberry Pi Pico com MicroPython, faça as ligações conforme a coluna Pico da tabela e alimente a bobina do relé pelo pino VBUS, que traz os 5 V do USB. Como a função read_u16() do Pico devolve leituras na faixa de 0–65535, o valor pode ir direto para a função PWM duty_u16() sem nenhuma conversão extra. Se você salvar o código no Pico como main.py usando o Thonny, ele começa a rodar sozinho toda vez que a placa é ligada. Se você está começando no MicroPython, comece por O que é o Raspberry Pi Pico?.

1# Pico: pot -> LED parlaklığı, buton -> transistör + röle / pot -> LED brightness, button -> transistor + relay
2from machine import Pin, ADC, PWM
3import time
4
5pot = ADC(26)                            # GP26 = ADC0, pot orta ucu / pot wiper
6led = PWM(Pin(15))                       # GP15, 220 Ω üzerinden LED / LED via 220 Ω
7led.freq(1000)                           # 1 kHz PWM
8button = Pin(14, Pin.IN, Pin.PULL_UP)    # diğer bacak GND'ye / other leg to GND
9relay = Pin(16, Pin.OUT, value=0)        # 470 Ω ile 2N2222A beyzine / to the 2N2222A base via 470 Ω
10
11relay_on = False
12last = 1
13last_print = time.ticks_ms()
14
15while True:
16    raw = pot.read_u16()                 # 0-65535
17    led.duty_u16(raw)                    # parlaklık / brightness
18
19    now = button.value()
20    if now == 0 and last == 1:           # basıldı / pressed
21        time.sleep_ms(30)                # zıplamayı bekle / wait out the bounce
22        if button.value() == 0:
23            relay_on = not relay_on
24            relay.value(1 if relay_on else 0)
25    last = now
26
27    if time.ticks_diff(time.ticks_ms(), last_print) >= 500:
28        last_print = time.ticks_ms()
29        state = "AÇIK / ON" if relay_on else "KAPALI / OFF"
30        print("Pot: {:.2f} V | Röle / relay: {}".format(raw * 3.3 / 65535, state))
31    time.sleep_ms(5)

Como medir um resistor e a tensão direta de um LED com Arduino

Um Arduino também pode virar um instrumento de medição simples para identificar as peças que você tem. Coloque o resistor de valor desconhecido entre A1 e GND e um resistor conhecido de 10 kΩ entre 5V e A1; os dois formam um divisor de tensão, e a resistência desconhecida é calculada com Rx = 10 kΩ × leitura / (1023 − leitura). A medição é mais precisa quando o resistor desconhecido está perto da referência (aproximadamente 1–100 kΩ). Para a segunda medição, ligue o 5V por um resistor de 220 Ω ao ânodo de um LED, o cátodo ao GND e o ânodo também ao A2: a tensão que o A2 lê é a tensão direta do LED com cerca de 8–14 mA. Abra o Monitor Serial a 9600 baud, encaixe LEDs de cores diferentes um por um e compare com a tabela acima.

1// Arduino ile direnç ve LED ileri gerilimi ölçme / Measuring a resistor and an LED's forward voltage with Arduino
2const float VCC = 5.0;          // Uno besleme gerilimi / Uno supply voltage
3const float R_REF = 10000.0;    // 5V ile A1 arası bilinen direnç / known resistor between 5V and A1
4
5void setup() {
6  Serial.begin(9600);
7}
8
9void loop() {
10  int raw = analogRead(A1);     // bilinmeyen direnç A1 ile GND arasında / unknown resistor between A1 and GND
11  if (raw >= 1023) {
12    Serial.println("Direnç takılı değil / no resistor connected");
13  } else {
14    float rx = R_REF * raw / (1023.0 - raw);   // gerilim bölücü formülü / voltage divider formula
15    Serial.print("R = ");
16    Serial.print(rx, 0);
17    Serial.println(" ohm");
18  }
19
20  float vf = analogRead(A2) * VCC / 1023.0;    // 5V - 220 Ω - A2 - LED - GND
21  Serial.print("LED Vf = ");
22  Serial.print(vf, 2);
23  Serial.println(" V");
24  Serial.println();
25  delay(1000);
26}

Como testar componentes com um multímetro

Quando um circuito não funciona, muitas vezes o culpado é um componente com o valor errado ou com defeito. Com um multímetro, você testa cada peça em poucos segundos; meça sempre com a energia desligada e, se possível, com o componente fora do circuito, porque as outras peças do circuito alteram a leitura. Explicamos em detalhes como usar cada escala em Como usar um multímetro.

Ideias de projetos com esses componentes

• Semáforo: o seu primeiro projeto de saídas em sequência, com três LEDs e três resistores de 220 Ω; o passo a passo está em Semáforo com Arduino.
• Luz noturna automática: um divisor de tensão feito com um LDR e um resistor de 10 kΩ detecta o escuro, e um transistor acende uma fita de LED de 12 V.
• Pisca-pisca sem Arduino: um LED que pisca uma vez por segundo com um NE555, dois resistores e um capacitor; mude R e C para ajustar a frequência.
• Efeito Knight Rider: acione oito LEDs com apenas três pinos usando um 74HC595 (LEDs Knight Rider com Arduino).
• Voltímetro digital: meça tensões acima do limite de 5 V do Arduino com um divisor de tensão de dois resistores (Como fazer um voltímetro com Arduino).
• Tomada inteligente: acenda uma lâmpada pelo celular com um relé e um ESP32; as regras de segurança estão em O que é um módulo relé?.

Erros comuns e como corrigi-los

Aprender os componentes eletrônicos básicos é como aprender o alfabeto de uma língua: quando você sabe o que fazem resistores, capacitores, diodos, transistores e os demais, todo esquema e todo módulo novo fica mais fácil de entender. Como próximo passo, você pode ler um por um os artigos aprofundados de cada componente, passar para os cálculos de circuitos com as leis de Kirchhoff e consultar o guia de kit Arduino para iniciantes para decidir quais peças comprar. No app BlueGrays, você pode explorar passo a passo, com esquemas do circuito e código, projetos que usam esses componentes, como LED piscante, controle de LED com botão, luz noturna com LDR, servo controlado por potenciômetro e acionamento de uma lâmpada da rede elétrica com relé.