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Localizador Infravermelho (ART1603)

Este aparelho simples pode localizar no escuro fontes emissoras de infravermelho servindo para finalidades experimentais interessantes. O circuito não usa filtro, mas ele pode ser acrescentado para aplicações mais críticas e precisas. Leia mais:

Descrevemos a montagem de um aparelho que pode detectar fontes emissoras de infravermelho.

Com ele poderemos localizar ”pontos quentes” de aparelhos eletrônicos, fontes de emissão externas, detecção de princípios de incêndios, astronomia e montar um sistema experimental de comunicações.

O circuito se baseia no fato de qualquer corpo que esteja acima do zero absoluto de temperatura (-273º C) emite radiação infravermelha.

A intensidade da radiação será tanto maior quanto maior for a temperatura, conforme mostra a figura 1.

 

Figura 1 – Corpos quentes emitem infravermelho
Figura 1 – Corpos quentes emitem infravermelho

 

Assim, poderemos detectar corpos mais aquecidos se tivermos um sensor sensível capaz de perceber esta forma de radiação.

 

Como Funciona

Na figura 2 temos um diagrama de blocos de nosso localizador infravermelho.

 

Figura 2 – Diagrama de blocos do localizador
Figura 2 – Diagrama de blocos do localizador

 

Partimos do fato de que foto-transistores e foto-diodos comuns possuem uma boa sensibilidade à radiação infravermelha sendo, por este motivo, usados em alarmes com LEDs emissores desta radiação.

No nosso caso, como o foto-transistor ou ainda um foto-diodo são sensíveis a outras radiações, do espectro visível, se pudermos usar um filtro para separar o infravermelho, conforme mostra a figura 3, será melhor.

 

Figura 3 – Usando um filtro
Figura 3 – Usando um filtro

 

Para colher a radiação proveniente de uma única direção poderemos usar recursos ópticos, como o mostrado na figura 4.

 

Figura 4 – Obtendo diretividade
Figura 4 – Obtendo diretividade

 

Até mesmo um pequeno refletor de lanterna pode ser utilizado para esta finalidade.

Outra forma de se obter boa diretividade para o localizador é utilizando uma lente que concentre a radiação no sensor, conforme mostra a figura 5.

 

Figura 5 – Usando uma lente
Figura 5 – Usando uma lente

 

Este recurso também aumenta a sensibilidade num grau que depende do diâmetro da lente.

Finalmente, numa aplicação em astronomia, podemos instalar o sensor na ocular de um telescópio ou luneta, conforme mostra a figura 6.

 

Figura 6 – Usando em astronomia
Figura 6 – Usando em astronomia

 

Evidentemente, parte-se do fato de que o telescópio deve ter sensibilidade também para a radiação infravermelho, o que é mais garantido nos tipos refletores.

O sinal captado pelo foto-diodo no nosso caso é amplificado por 3 transistores na configuração Darlington, o que proporciona um ganho muito alto ao circuito.

Um ajuste de sensibilidade é obtido através do potenciômetro P1.

O sinal amplificado serve para controlar um oscilador de áudio cuja frequência é basicamente determinada por C1.

Assim, quando apontamos o aparelho para uma fonte emissora, a corrente obtida no amplificador aciona o oscilador que emite um som.

O som será tanto mais agudo quanto mais intensa for a fonte de radiação detectada.

Com a chave S1 aberta, o circuito funciona como amplificador sendo possível ouvir uma fonte modulada de infravermelho.

 

Montagem

Na figura 7 temos o diagrama completo do localizador.

 

Figura 7- Diagrama do localizador
Figura 7- Diagrama do localizador

 

Para uma montagem experimental em matriz de contatos, pode ser utilizada a disposição mostrada na figura 8.

 

Figura 8 – Montagem em matriz de contatos
Figura 8 – Montagem em matriz de contatos

 

Outra possibilidade é mostrada na figura 9, consistindo na montagem utilizando uma ponte de terminais.

 

Figura 9 – Montagem em ponte de terminais
Figura 9 – Montagem em ponte de terminais

 

Na montagem, observe cuidadosamente a polaridade do foto-diodo e de todos os transistores, atentando para o fato de que Q5 é diferente dos demais.

Uma possibilidade interessante de sensor consiste no uso de uma célula fotoelétrica de calculadora ou ainda de um transistor 2N3055 do qual tenhamos tirado o invólucro para expor a junção, conforme mostra a figura 10.

 

Figura 10 – Usando um 2N3055 como sensor
Figura 10 – Usando um 2N3055 como sensor

 

Na figura11 temos uma sugestão de caixa para a montagem.

 

Figura 11 – Montagem final
Figura 11 – Montagem final

 

 

Prova e Uso

Para testar o aparelho é conveniente ter uma fonte de radiação infravermelha conhecida.

Isso pode ser conseguido com um LED infravermelho na montagem mostrada na figura 12.

 

   Figura 12 – Montando uma fonte e emissora para teste
Figura 12 – Montando uma fonte e emissora para teste

 

O LED emissor pode ser obtido de um controle remoto quebrado ou fora de uso.

Observe a polaridade do LED para que o circuito funcione corretamente.

Aponte esta fonte emissora para o sensor do localizador e veja se ele funciona.

S1 deve estar fechado nesta função, pois estaremos detectando a radiação sem modulação.

Para termos uma fonte de infravermelhos modulada de modo a testar função com amplificador (S1 aberta) podemos utilizar o circuito da figura 13.

 

   Figura 13 – Fonte emissora modulada
Figura 13 – Fonte emissora modulada

 

A montagem desta fonte numa ponte de terminais é mostrada na figura 14.

 

   Figura 14 – Fonte modulada em ponte de terminais
Figura 14 – Fonte modulada em ponte de terminais

 

Comprovado o funcionamento do aparelho é só utilizá-lo tentando localizar fontes comuns como apontando para o soldador, um ferro de passar, um forno ligado, etc.

 

FD- Qualquer foto-diodo ou mesmo foto-transistor

Q1, Q2, Q3, Q4 – BC548 – transistores NPN de uso geral

Q5 – BC558 – transistor PNP de uso geral

S1, S2 – Interruptores simples

FTE - 4 ou 8 ohms – pequeno alto-falante

B1 – 6 V – 4 pilhas pequenas

P1 – 4,7 M ohms – potenciômetro

R1 – 10 k ohms x 1/8 W- resistor – marrom, preto, laranja

R2, R3, R6 -1 k ohms x 1/8 W – resistores – marrom, preto, vermelho

R4 – 10 k ohms x 1/8 W – resistor – marrom, preto, laranja

R5 – 47 k ohms – resistor x 1/8 W – resistor – amarelo, violeta, laranja

C1 – 100 nF – poliéster ou cerâmico

C2 – 47 uF x 6 V ou mais – eletrolítico

Diversos:

Matriz de contato ou ponte de terminais, suporte de pilhas, caixa para montagem, fios, solda, etc.

 

 

Opinião

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