Treze calculadoras novas: fontes, filtros e LED

Quarta leva de calculadoras do blog. As duas anteriores cobriram a conta de todo dia e a conta de quando a montagem já está na bancada. Esta sobe um degrau: fonte chaveada, filtro ativo, snubber, dissipador. É o tipo de conta que se faz com o datasheet aberto do lado. As treze têm o esquema do circuito na página e estão no índice de calculadoras.

Na ordem em que ficaram no índice:

1. Ponte de Wheatstone: os quatro braços e a tensão de alimentação, sai a tensão de desequilíbrio. Com a ponte equilibrada, sai o resistor desconhecido. No meio da ponte vai um galvanômetro, e pra quem tem um sem escala o gerador de escala já está no site.
2. Filtro LC: L, C e a carga, sai a frequência de corte, a impedância característica e o Q. Passa-baixa ou passa-alta.
3. Polarização de transistor: o NPN em emissor comum com divisor de tensão na base, resolvido por Thévenin. Sai Ib, Ic, Ie e Vce, que é o que diz se o transistor vai trabalhar no meio da reta ou encostado na saturação antes de soldar qualquer coisa.
4. Filtro ativo Sallen-Key: segunda ordem, passa-baixa. R1, R2, C1, C2 e o ganho do amp-op, sai a frequência de corte e o Q. Se o corte cair na faixa de áudio, dá pra conferir a curva montada com o gerador de sinais e o osciloscópio pela placa de som.
5. LM317 como fonte de corrente: um resistor entre OUT e ADJ e o LM317 vira fonte de corrente constante, I = 1,25 V / R. O testador de LEDs que mostrei em 2019 não tem nada disso, só resistor de limitação e a corrente marcada no painel como referência. Com um LM317 a marcação seria de verdade.
6. Conversor buck/boost: tensão de entrada, de saída, corrente e frequência de chaveamento. Sai a razão cíclica e a indutância mínima pra não cair em modo descontínuo.
7. Snubber RC para relé e triac: o RC em paralelo com o contato ou com o triac, pra segurar o pico quando uma carga indutiva é desligada. Existe mais de um jeito de dimensionar snubber. Este usa balanço de energia e amortecimento crítico, e a página avisa isso.
8. Multiplicador de tensão: dobrador, triplicador ou quantos estágios quiser, a diodo e capacitor. Sai a tensão de saída e uma estimativa do ripple, que vale pra carga leve.
9. Resistor ou NTC contra inrush: fonte com capacitor grande na entrada puxa um pico enorme na hora de ligar. A calculadora dá a resistência mínima pra limitar esse pico e compara resistor fixo com NTC, que esquenta, cai de resistência e para de dissipar tanto depois que a fonte estabiliza.
10. Fita de LED: fita de 12 V puxa bastante corrente, e a queda no cobre da própria fita deixa o fim mais fraco que o começo. A calculadora estima essa queda e o comprimento máximo antes de passar do limite. É a da imagem acima: duas fitas de 5 m (14,4 W/m) emendadas e ligadas por uma ponta só puxam 12 A e perdem 2,4 V até o fim, 20 % da tensão. Eu tenho uma fita de 5 metros comprada por engano e ainda bem que não comprei duas.
11. Dissipador para LED de potência: é a mesma conta do vlog de dissipadores de 2014 (Tf = Ta + PD × Rθ), agora virada pra LED de 1 W, 3 W e 10 W. Sai a resistência térmica máxima do dissipador pra junção não passar do limite.
12. Atenuador resistivo L, Pi e T: atenuação em dB e impedância do sistema, 50 Ω pra RF ou 75 Ω pra vídeo, sai o valor de cada resistor. Faz dupla com a calculadora de dBm da leva passada.
13. Quadripolos: a mais teórica de todas, e nem estava na lista original. Converte entre parâmetros Z, Y, H, ABCD e S e cascateia duas redes. Só aceita número real, então serve pra rede resistiva e pra conferir exercício, não pra RF com parte imaginária.

Com essa leva o índice passa de cinquenta calculadoras. A próxima já tem lista: indutor de núcleo de ar, toroide, VSWR, transformador. Se você faz alguma conta sempre na mão, escreve aí embaixo que ela entra na fila.

Por que saíram tantos posts esse mês

Setembro teve post atrás de post aqui no blog: calculadora, jogo, medidor, tabela de conserto, mais do que o normal. A explicação é simples: comecei a usar IA para montar as ferramentas do blog, não só para escrever texto.

Uso o Claude Code, um assistente de programação que roda no terminal, assinando o plano Pro da Anthropic. Dou uma instrução (por exemplo "faz uma calculadora de divisor de tensão, com esquema do circuito e explicação") e ele escreve o HTML, o CSS e o JavaScript da página inteira. Eu testo, peço ajuste, ele ajusta. Às vezes refaço três ou quatro vezes até o resultado ficar do jeito que eu queria.

Foi assim que saíram as calculadoras. No mês, publiquei 39 páginas diferentes, divididas em três levas: 15 reescritas das que já existiam (só para ficarem mais rápidas e melhor indexadas), 12 novas e outras 12 numa terceira rodada. Cada uma tem esquema do circuito desenhado com uma biblioteca própria para isso (schemdraw), não mais os desenhos feitos à mão em SVG que eu usava antes.

Os jogos seguiram o mesmo caminho: "Adivinhe o Resistor", "Adivinhe o Capacitor", "Adivinhe o Indutor" e "Leia o Resistor SMD". Queria testar se dava pra fixar código de cores de um jeito mais direto que texto corrido, e virou umas horas de trabalho por jogo em vez de uma semana.

A parte que mais gostei foi organizar dado bruto. A tabela do "O que tem dentro" (peças e defeitos que já vi em conserto) cresceu bastante porque consegui pedir para o Claude vasculhar posts antigos, extrair aparelho, defeito e componente trocado, e montar a base sem eu digitar linha por linha. Depois eu confiro cada entrada contra o post original, porque IA erra, mas o trabalho de garimpar já vem pronto.

Não é mágica: ainda decido o que fazer, testo cada página no navegador antes de publicar, e corrijo o que sai errado (com uma frequência incômoda: gráfico ilegível, número trocado, esquema com o componente no lugar errado). O que muda é o tempo gasto na parte mecânica. Sobra mais tempo pra decidir o que vale a pena fazer.

Resultado: uma pasta de calculadoras, quatro jogos, um gerador de escala para galvanômetro e uma tabela de conserto mais completa. Sem esse apoio, o mês teria fechado com um post de conserto e nada mais.

Mais um jogo pra treinar leitura de resistor SMD

A calculadora de resistor SMD existe desde a leva de calculadoras porque o código EIA-96 é chato de decorar: os dois dígitos não são o valor, são a posição numa tabela de 96 entradas, mais uma letra de multiplicador. Só que calculadora você usa com a tabela do lado, não força memorização nenhuma. Esse jogo é o contrário: mostra o resistor SMD com o código impresso e cobra o valor antes do tempo acabar.

São 5 resistores e 3 vidas por partida, três níveis: Fácil é o código de 3 dígitos (o clássico "472" = 47 e dois zeros), Normal mistura 3 e 4 dígitos, e Difícil é o EIA-96 de verdade. Diferente dos outros três jogos da série, aqui não tem tolerância pra informar: o código impresso não carrega essa informação, só o valor.

É o quarto jogo da família, depois do Adivinhe o Resistor, do Capacitor e do Indutor, os três de código de cores. Guarda quais códigos mais te enganam e cobra mais deles depois, roda offline depois que a página abre, e também está em inglês e espanhol.

Se depois de algumas partidas você ainda tropeçar no EIA-96, a calculadora continua ali do lado, sem julgamento.

testcard-rs - um gerador de padrão de teste de vídeo pra bancada

Toda vez que uma TV chega na bancada com suspeita de defeito de imagem (convergência torta, cor errada, geometria) o jeito mais rápido de confirmar era caçar um padrão de teste no YouTube ou gravar um numa pendrive, torcendo pra TV ler o arquivo. Resolvi isso com o testcard-rs: um programa nativo, mesmo binário pra Windows e Linux, que joga o padrão fullscreen numa tela (a TV, ligada por HDMI) enquanto o painel de controle fica na outra.

Tem barras de cor (SMPTE e EBU 75%), grade de convergência com círculo, escala de cinza em degraus e em gradiente, multiburst pra checar nitidez, área segura de overscan, o cartão europeu inspirado no PM5544 e até o Indian Head clássico da RCA, de domínio público. Também toca tom de teste (100 Hz, 440 Hz, 1 kHz, 10 kHz) pela saída de áudio, útil pra checar o canal de som junto.

O projeto completo, com os binários prontos e o código-fonte, está no repositório testcard-rs no GitHub.

A carta de ajuste da TV aberta sumiu faz tempo. Pelo menos na minha bancada ela voltou.

Duzentas e setenta e nove desmontagens, numa tabela só

O primeiro post com esse rótulo é de 2008: um carregador de bateria Ecomania vendido como "microprocessado" que, aberto, só tinha um LM393 comparando tensão pra decidir quando cortar a carga. Nenhum microcontrolador. Desde então entraram 281 desmontagens no blog, de TV a instrumento de bancada, e a lista ficou grande o bastante pra virar tabela.

A tabela em O que tem dentro junta as 279 que sobraram depois de tirar tour de laboratório, review sem abrir o aparelho e manutenção só mecânica (trocar o mandril de uma furadeira não conta). Ano, marca, tipo, o CI que faz o trabalho pesado, os CIs coadjuvantes e o achado em uma frase, com o modelo linkando pro post original. Busca por texto, filtro por categoria (TV e vídeo, games, áudio, instrumentos de bancada e mais oito) e ordena por mais recente, marca ou tipo.

Juntar tudo numa tabela só deixa claro que a eletrônica de consumo repete muito mais peça do que parece de fora. O ICL7106, o conversor A/D clássico de mostrador de 3,5 dígitos, aparece em cinco multímetros de bancada diferentes: um Icel, três Minipa e um testador de transistor da DUOYI. E o IP5306, o controlador de carga que todo power bank chinês usa, aparece em dois power banks (nada surpreendente) e também dentro do adaptador de baterias da Qianli Macaron, um soldador de ponto portátil, não um carregador de celular.

Marca falta em 75 das 279 linhas e modelo em 67, não por preguiça de anotar: bugiganga genérica sem etiqueta, achado em ferro-velho, foto sem legenda no post original. CI principal falta em 104, a maioria porque a placa realmente não tinha um CI que valesse a pena destacar. Fica em branco em vez de chutar.

Se você tá pra abrir um aparelho e quer adiantar o que vai encontrar, a tabela é o atalho. Se o seu não estiver lá, é porque ainda não caiu aqui pra eu desmontar.

Consertando um Power Bank Baseus que não ligava

Um power bank Baseus de 20 W, com carga sem fio, chegou aqui sem acender nenhum LED. Na fonte de bancada a tensão de saída ficava oscilando, sinal de curto. Fiz um vídeo mostrando o diagnóstico completo e o conserto:

Um lado da placa: o indutor do boost, o conector USB-C, a chave liga/desliga e os MOSFETs de power path.

O outro lado da placa: o CI principal SW6201S, que faz carregador, boost e power path sozinho, o resistor shunt R005 (removido durante o diagnóstico pra isolar o curto) e, ao lado dele, o capacitor cerâmico trocado — solda visivelmente feita à mão, diferente do resto da placa.

O curto ficou isolado num nó que só é alimentado quando algo está plugado, por isso a bateria continuava em 4,1 V o tempo todo. Removi o shunt R005 pra dividir o circuito em dois lados e comparar onde o curto sumia. Sobrou um capacitor cerâmico de 22 µF em curto. Troquei o capacitor e o power bank voltou a carregar normalmente. O SW6201S, os MOSFETs de power path e o CI do carregamento sem fio nunca precisaram ser trocados.

A placa tem dois termistores de controle de temperatura: um monitora a bateria e o outro, a bobina de carregamento por indução.

Noventa e cinco consertos, numa tabela só

Esse blog documenta conserto desde 2008, quando um carregador de pilha Ecomania só precisava do plugue recolocado. Dezoito anos depois eram 103 posts com o rótulo Consertos, espalhados pelo arquivo mensal que ninguém navega inteiro. Quando alguém perguntava nos comentários se eu já tinha mexido num modelo parecido, a resposta dependia da minha memória, não de busca nenhuma.

A tabela em Consertos documentados junta os 95 que sobraram depois de tirar teardown sem reparo, coletânea de dica e conserto que não deu certo. Ano, marca, tipo do aparelho, defeito, causa e o que foi feito, com o modelo linkando pro post original. Busca por texto, filtro por categoria (TV e vídeo, games, áudio, eletrodomésticos e mais quatro) e ordena por mais recente ou por aparelho.

Filtrando por PlayStation, por exemplo, aparecem dois: o PS3 que perde a data e a hora porque a pilha CR2032 acabou, e o PS5 que não ligava e só dava um beep, capacitor de 22 µF em curto na linha de 5 V do SSD e fusível F7502 aberto. A fonte chaveada que perde o CI regulador é a queixa mais repetida da tabela toda (STRW6053N, MP3378E, TOP243, DK125), de TV a umidificador de ar. E tem os casos fora da curva, tipo o Super Nintendo que parou de dar vídeo porque o cristal de 21,477 MHz simplesmente parou de oscilar, ou o relógio de parede que virou um Raspberry Pi Pico W depois que o controlador original queimou.

Nem todo caso terminou redondo: 9 dos 95 ficaram como parcial, componente trocado mas o aparelho não voltou 100 %. Fica registrado do mesmo jeito, junto com os que deram certo.

Se o seu aparelho quebrado é parecido com algum da lista, o link do post original tá ali do lado. Se não achar, é porque ainda não caiu aqui pra eu desmontar.

Gerador de sinais e osciloscópio de áudio, sem instalar nada

Em 2013 eu queria medir as características do meu amplificador de bancada (aquele com o TDA2002) e fui atrás de um jeito de gerar e ler sinal pela placa de som. Acabei no ARTA, que faz isso e bem, mas é Windows e precisa instalar. Treze anos depois, as duas metades daquele setup viraram página: um gerador de sinais (tom, varredura ou ruído) e um osciloscópio pela entrada de áudio (forma de onda e espectro por FFT), os dois rodando só no navegador.

O gerador toca senóide, quadrada, triangular ou dente de serra de 1 Hz a 24 kHz, faz varredura de frequência e gera ruído branco ou rosa, com controle de nível e de canal (L, R ou os dois). O osciloscópio lê a entrada de microfone ou linha, mostra a onda no tempo com trigger (automático, por subida ou livre) e o espectro por FFT, com leitura de frequência, período, amplitude e RMS. Sozinhos já servem: o gerador para testar alto-falante ou achar a frequência de corte de um filtro, o osciloscópio para olhar qualquer sinal de áudio que você já tenha. Juntos, um gera 1 kHz e o outro confirma na tela, o teste mais simples de calibração que existe.

Os dois têm o mesmo aviso: a saída e a entrada são nível de linha, nunca ligue em rede elétrica, saída de amplificador de potência ou bateria. Nada é enviado para servidor nenhum; depois que a página carrega, os dois rodam offline.

Consertando uma TV LG 43LK5750PSA com tela azulada

Essa TV LG 43LK5750PSA chegou com a tela inteira tomada por um tom azulado, em qualquer entrada ou canal. Fiz um vídeo mostrando o diagnóstico e o conserto:

A placa principal, chassi LJ8 (EAX67840802):

A placa fonte, modelo LGP43DJ-17F1:

O defeito estava nas barras de LED da retroiluminação (backlight), queimadas. Com as barras novas a imagem voltou ao normal.

Em qual revista saiu aquele artigo?

O post mais acessado deste blog não é conserto nem calculadora: é uma lista de revistas de eletrônica brasileiras, de 2009. De lá pra cá são quase 70 comentários perguntando por um artigo específico, um projeto que a pessoa só lembra vagamente, uma edição perdida. Eu sempre respondia catando no CSV cru do repositório no GitHub, na mão.

Agora tem uma busca no índice de revistas de eletrônica: título, autor ou componente, num índice de 54 mil artigos de 51 revistas (Antenna, Saber Eletrônica, Eletrônica Popular, Nova Eletrônica, Elektor e mais 46). Digita e a tabela devolve revista, edição, página e data. Sem instalar nada, sem mandar nada pra servidor nenhum, o índice inteiro baixa uma vez e a busca roda no seu navegador.

Testando com "555" aparecem 199 artigos, do circuito básico ao "Uma Utilização Insólita do C.I. 555" (Antenna, edição 85,1). Boa parte do índice é digitação minha mesmo, comparando sumário edição por edição; uma parte veio de índices que outras pessoas já tinham montado (Saber Eletrônica organizado pelo Reniet Marquet, Elektor a partir do blog do Picco) e a leva mais recente saiu de OCR com um modelo de linguagem local, direto dos PDFs escaneados. Cada revista com nome e ano de edição na própria página.

Se sua revista favorita ainda não tá lá, ou se achar algum erro, o repositório no GitHub aceita issue.