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Ao montar projetos do tipo "robô inseto" popularmente conhecido com "beam robot" que exploram a tecnologia de circuitos discretos com portas inversoras, transistores e diodos me deparei com projetos que piscam a luz simulando um vaga-lume(pirilampo). Depois de montar alguns e entender mais sobre a dinâmica do circuito decidi projetar minha versão desse circuito com base nas experiencias e conhecimento.
Apresento a vocês o circuito de minha autoria que ficou super eficiente e otimizado.
O esquema eletrônico abaixo para montagem:
Lista de materiais:
Nota sobre os materiais:
-Capacitor C1: funciona como uma bateria guardando energia do painel solar e descarregando quando a intensidade luminosa é baixa. Então quando maior for o valor em uF do capacitor maior será o tempo que o LED poderá piscar. para o projeto apresentado usei três capacitores de 4.700uF de 50V(não é preciso essa tensão, mas possui um formato grande e permite a estética e estrutura desejada) dando um total de 14.100uF suficiente para operar or algumas horas. sugiro usar de 1000uF a 1F ou mais. A tensão do capacitor deve ser de 4,5V ou superior.
-Painel solar "S1": usei dois de 1,5V em serie(Mini célula solar painel 30x30mm 1,5v 60mA 0.09W)
-Diodo D1,D2,D3: foram usado o 1n4148, mas outro diodo schottky que tiver disponível deve operar igual.
-74hc14 ,U1: possui duas portas inversores com Schmitt trigger, mas acredito que outros CI com portas inversoras venham a funcionar igual.
LED1: procure leds com um brilho forte como os usados dentro de mouse. Faça testes até encontrar um que gere um brilho com uma boa retenção. Alguns podem dar um efeito bem fraco e não expressar bem o efeito da curva de descarga do capacitor.
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Abaixo uma imagem de como o circuito ficou na protoboard:
Após a prototipação parti para a fenolite e apliquei um pouco de criatividade para gerar um design que seja interessante. Um modelo repliquei um inseto e outro uma estrutura simétrica que achei que combinaria.
Veja nas imagens abaixo como ficou:
Ligando os negativo de cada capacitor entre si e fazendo o mesmo com o positivo(capacitores em paralelo).
Usei solda e um fio de cobre rígido para unir tudo e puxar os terminais que vão ser ligados na fenolite..
A placa solar ficou alinhada com a fenolite para esconde a eletrônica e ficar apenas o led aparente..
Também é possível explorar outros formatos e tamanho de capacitores como visto abaixo usando um super capacitor de 0.047F 5,5V para piscar por varia horas em um formato de inseto. Vale usar a criatividade aqui:
Entendendo como funciona o circuito e a lógica do projeto:
Resumo:
1-O tempo do piscar(oscilador):
2-Carregar capacitor na luz e ligar apenas a noite.
3-Habilitar oscilação apenas a noite(Enable).
4- Uma curva suave de decaimento do brilho(fade-out)
1-O tempo do piscar(oscilador):
Basicamente o piscar do vaga-lume tem um ciclo 3s(oscilador), com subida e descida em curva de forma suave.Nesse projeto suavizamos apenas a curva de descida.
O primeiro inversor do Pino 1 e pino 2 faz a oscilação combinado com C2 e R1.
Para osciladores com o integrado Schmitt Trigger da família CMOS (como o 74HC14), o tempo aproximado de descarga/carga pode ser estimado pela fórmula simplificada:
Tempo (T)= 0,8 x R1 x C2
Exemplo com variação de C2 de valores próximo:
Opção 1: Usando o capacitor C2:0,47uF
Fórmula: T = 0,8 * R * C
Cálculo: T = 0,8 * 10.000.000 * 0,00000047
Período (T): ~ 3,76 segundos
Frequência (f): ~ 0,26 Hz
Opção 2: Usando o capacitor de C2:0,33uF
Fórmula: T = 0,8 * R * C
Cálculo: T = 0,8 * 10.000.000 * 0,00000033
Período (T): ~ 2,64 segundos
Frequência (f): ~ 0,37 Hz
R1:10M e C2:0,47uF gerando uma piscada a cada 4,7s(aproximadamente)
R1:10M e C2:0,33uF gerando uma piscada a cada 3,3s(aproximadamente)
Você também poderá usar C2: 0,22uF (ou dois de 1uF em série que vai dar 0,5uF) e manter R1: 10M
O gráfico abaixo mostra o comportamento do primeiro oscilador de verde(onda quadrada). E de laranja a o sinal suavizado que expressa o led. Nota: Quem faz a suavização na descida é o capacitor C3 de 22uF.
.png)
Comparando
ao comportamento de um vaga-lume real ficou próximo de 65% a
70% parecido. O que me deixou muito satisfeito. Mas fiquei motivado para
em um próximo projeto tentar replicar curvar suave na subida e descida.
O gráfico abaixo explora essa observação(em amarelo o vaga-lume real, de laranja o led1):
.png)
2-Carregar capacitor na luz e ligar apenas a noite: O painel carrega o capacitor e o circuito só é
acionado quando o painel solar recebe pouca luz(noite). Configurei para
responder apenas quando o ambiente estiver muito escuro. Então mesmo
com a luz de lâmpada não deverá ligar.(parte a esquerda do circuito com
diodos).
Nota: há um fator de histerese então caso sair de um local
escuro poderá continuar oscilando precisando um pouco mais de luz para
romper essa "inércia" e parar de piscar(é uma diferença bem sutil).
3-Habilitar oscilação apenas a noite(Enable): Para isso criei uma lógica enable. O segundo oscilador Pino 3 e Pino 4 combinado com o diodo D3 basicamente funcionam como um enable(uma chave) do sistema. Liberando ou não a oscilação do primeiro inversor. Então a referencia da tensão do diodo D2 entra nesse pino de enable que ativa ou não a oscilação(ativa no escuro quando a tensão do painel solar tende a zero).
A imagem abaixo ilustra a etapa da lógica do enable.
4- Uma curva suave de decaimento do brilho(fade-out) do Led1. Isso acontece pelo capacitor C3( 22uF) que retêm um pouco de carga e após o ciclo de piscar descarrega em no resistor R2(100k). O decaimento do capacitor gera esse efeito de de curva e suavidade como acontece na biologia.
Considerações finais:
A minha maior contribuição nesse circuito foi implementar o pino de enable num oscilador inversor, de forma a usar apenas duas portar osciladoras. Isso tornou o circuito otimizado, precisando de poucas peças e sobrando varias portas para implementar mais comportamentos no "beam robot" caso desejar.
A integração entre a lógica noturna com o enable e a curva de descarga suave no Led 1 exigiu um pouco de transpiração e testes para que tudo funcionasse de forma alinhada e otimizada. Espero que esse projeto sirva de inspiração para os amantes da eletrônica discreta que norteou os anos 1990. Um período nostálgico para mim em que os microcontroladores não eram uma ferramenta popular e acessível como hoje.
Abaixo o vídeo contendo um resumo do projeto e os passo bem como tudo funcionando.
Referência:
Nota:Os gráficos aqui apresentados foram gerados por IA ao analisar o circuito.
GOOGLE. Gemini. Gráfico gerado por inteligência artificial para fins acadêmicos. Resposta a prompt gerada em 6 ago. 2026. Comunicação privada.
Nota: Parte de potencia solar e lógica de ligar noturno foi inspirado no: "LED Pump SimD1" de RIGTER, Wilf.
RIGTER, Wilf. SimD1 LedPump. [S. l.]: Solarbotics, [200-?]. Disponível em: <http://costaricabeam.solarbotics.net/Circuits/Pummers_Main.htm>. Acesso em: 6 ago. 2026.
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