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Projetos Fotoelétricos (ART1772)

Apresentamos uma pequena coleção de projetos que operam com sensores de luz podendo ser usados com finalidades didáticas, práticas ou experimentais.

Os projetos que descrevemos utilizam poucos componentes de baixo custo, sendo excelentes para inclusão num curso de iniciação à eletrônica em escolas do nível fundamental, médio ou técnico.

 

Relé de Luz

O primeiro projeto apresentado consiste num simples relé de luz que aciona um relé quando luz incide num LDR.

 

Figura 1 – Relé de luz
Figura 1 – Relé de luz

 

A montagem pode ser feita numa matriz de contatos ou numa ponte de terminais com a disposição de componentes mostrada na figura 2.

 

Figura 2 – Montagem em ponte de terminais
Figura 2 – Montagem em ponte de terminais

 

O resistor é de 1/8 W com qualquer tolerância e o LDR é do tipo redondo comum.

O relé pode ser de 6 ou 12 V conforme a tensão usada na alimentação e se a montagem for em matriz deve ser usado tipo com base DIL.

 

Q1 – BC548 – transistor NPN de uso geral

D1 – 1N4148 – diodo de uso geral

LDR – LDR redondo comum

P1 – 100 k ohms – potenciômetro

K1 – Relé sensível de 6 ou 12 V

B1 – 4 pilhas ou fonte – 6 ou 12 V

S1 – Interruptor simples

R1 – 1 k ohms – resistor – marrom, preto, vermelho

C1 – 100 uF x 16 V – capacitor eletrolítico

Diversos:

Ponte de terminais ou matriz de contatos, suporte de pilhas ou fonte, fios, solda, etc.

 

Relé de Luz 2

O circuito apresentado na figura 3 dispara quando a luz que incide sobre o LDR é cortada.

 

Figura 3 – Relé de corte de luz
Figura 3 – Relé de corte de luz

 

Podemos fazer a montagem em matriz de contatos ou ponte de terminais.

Para a versão em ponte, a disposição dos componentes é mostrada na figura 4.

 

   Figura 4 – Montagem em ponte de terminais
Figura 4 – Montagem em ponte de terminais

 

Os cuidados com a montagem são os mesmos da montagem anterior e o material utilizado também é o mesmo.

 

Q1 – BC548 – transistor NPN de uso geral

D1 – 1N4148 – diodo de uso geral

LDR – LDR redondo comum

P1 – 100 k ohms – potenciômetro

K1 – Relé sensível de 6 ou 12 V

B1 – 4 pilhas ou fonte – 6 ou 12 V

S1 – Interruptor simples

R1 – 1 k ohms – resistor – marrom, preto, vermelho

C1 – 100 uF x 16 V – capacitor eletrolítico

 

Diversos:

Ponte de terminais ou matriz de contatos, suporte de pilhas ou fonte, fios, solda, etc.

 

Oscilador Controlado pela Luz

Nosso próximo projeto é de um simples oscilador cuja frequência depende da luz que incide no sensor.

O circuito é mostrado na figura 5 e sua montagem pode ser feita numa matriz de contatos com alimentação entre 5 e 12 V.

 

Figura 5 – Oscilador controlado pela luz
Figura 5 – Oscilador controlado pela luz

 

Neste circuito, a frequência aumenta quando a intensidade da luz incidente também aumenta.

O capacitor C pode ter diversos valores, conforme a faixa de frequências desejada.

Para acionar um buzzer (transdutor piezoelétrico) ou ainda um alto-falante, temos as configurações mostradas na figura 6.

 

   Figura 6 – Acionando buzzer ou alto-falante
Figura 6 – Acionando buzzer ou alto-falante

 

 

CI-1 – 4093 – circuito integrado

LDR – LDR redondo comum

C – capacitor conforme tabela junto ao diagrama

Diversos:

Matriz de contatos, fios, solda, pilhas ou fonte, etc.

 

Oscilador Controlado pela Luz 2

Este circuito é diferente do anterior no sentido de que a intensidade da luz controla o ciclo ativo do oscilador.

Conforme podemos ver pela figura 7, o LDR é ligado de tal forma que afeta apenas o ciclo de descarga do capacitor.

 

   Figura 7 – Controle de ciclo ativo
Figura 7 – Controle de ciclo ativo

 

 

Os valores do capacitor dependem da frequência desejada, podendo ser utilizada a mesma tabela do circuito anterior.

A montagem também poderá ser feita numa matriz de contatos.

 

CI-1 – 4093 – circuito integrado

LDR – LDR redondo comum

D1, D2 – 1N4148 – diodos de uso geral

R1 – 10 k ohms a 100 k ohms - resistor

C – capacitor conforme tabela junto ao diagrama

Diversos:

Matriz de contatos, fios, solda, pilhas ou fonte, etc.

 

Alarme de Luz com SCR

O uso do SCR faz com que o alarme descrito tenha o efeito da trava, ou seja, permanece disparado mesmo depois que a luz deixe de incidir no sensor.

Para rearmar, o circuito deve ser desligado ou ligado por um momento ou ainda S1 pressionado por um instante.

O circuito para este alarme é dado na figura 8.

 

   Figura 8 – Alarme com SCR
Figura 8 – Alarme com SCR

 

Na figura 9 temos a montagem deste circuito numa ponte de terminais, sendo a carga de 12 V ligada diretamente em sua saída.

 

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

 

Para cargas de corrente elevadas, até 3 A, o SCR deve ser montado em dissipador de calor.

O ajuste da sensibilidade é feito no potenciômetro e o LDR é do tipo redondo comum.

 

SCR – SCR1 – TIC106 – SCR com qualquer sufixo

LDR- LDR redondo comum

P1 – 100 k ohms – potenciômetro

S1 – Interruptor de pressão

Diversos:

Ponte de terminais, fonte de 12 V, fios, solda, etc.

 

Sensível Alarme de Luz

O circuito apresentado na figura 10 tem por base um 4093 e tem enorme sensibilidade, dada a elevada impedância de entrada das portas CMOS.

 

   Figura 10-  Alarme de luz sensível com o 4093
Figura 10- Alarme de luz sensível com o 4093

 

 

O circuito pode ser montado numa matriz de contatos ou ainda numa placa de circuito impresso com a disposição de componentes mostrada na figura 11.

 

   Figura 11 – Placa para a montagem
Figura 11 – Placa para a montagem

 

 

A alimentação pode ser feita com tensões de 6 ou 12 V conforme o relé e se tipos com base não DIL forem usados, o desenho da placa deve ser alterado.

 

CI-1 – 4093 – circuito integrado

Q1 – BC548 – transistor NPN de uso geral

D1 – 1N4148 – diodo de uso geral

K1 – Relé sensível de 6 ou 12 V

P1 – 1 M ohms – potenciômetro

LDR - LDR redondo comum

R1 – 1 k ohms – resistor – marrom, preto, vermelho

 

Diversos:

Matriz de contatos ou placa de circuito impresso, fios, solda, etc.

 

Comparador de Luz

O circuito mostrado na figura 12 é de um comparador de luz de duas escalas, utilizando como indicadores dois LEDs.

 

   Figura 12 – Comparador de luz
Figura 12 – Comparador de luz

 

 

Ajustando-se o potenciômetro para apagar os dois LEDs, temos na sua escala o ponto que nos dá a intensidade da luz que está incidindo no LDR naquele momento.

A escala pode ser graduada com base num fotômetro comum.

A escala que coloca R2 no circuito é a de maior sensibilidade, para trabalhar com intensidades muito pequenas de luz.

A montagem numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 13.

 

   Figura 13 – Placa para o comparador de luz
Figura 13 – Placa para o comparador de luz

 

 

Os resistores são de 1/8 W com qualquer tolerância e os LEDs comuns, vermelhos ou de outra cor.

 

CI-1 – 741 – amplificador operacional

LED1, LED2 – LEDs comuns

LDR – LDR redondo comum

P1 – 1 M ohms – potenciômetro

S1 – Interruptor simples

S2 – Interruptor NA de pressão

S3 – Chave de 1 pólo x 2 posições

B1 – 9 V – bateria

R1 – 10 k ohms – resistor – marrom, preto, laranja

R2 – 100 k ohms – resistor – marrom, preto, amarelo

R3 – 1 M ohms – resistor – marrom, preto, verde

R4, R5 – 1 k ohms – resistores – marrom, preto, vermelho

C1 – 100 uF x 12 V – capacitor eletrolítico

 

Diversos:

Placa de circuito impresso, caixa para montagem, conector de bateria, fios, solda, etc.

 

Relé Temporizado de Luz

Quando um pulso de luz incide no LDR, este circuito dispara um timer monoestável 555 que aciona um relé por um tempo que pode ser ajustado em P2.

O tempo pode variar entre alguns segundos a vários minutos dependendo do capacitor C2.

O circuito completo é mostrado na figura 14.

 

   Figura 14 – Circuito completo do relé temporizado de luz
Figura 14 – Circuito completo do relé temporizado de luz

 

A placa de circuito impresso para esta montagem é mostrada na figura 15.

 

   Figura 15 – Placa para a montagem
Figura 15 – Placa para a montagem

 

 

Na montagem, observe as posições de transistores e do circuito integrado assim como a polaridade do diodo e dos capacitores eletrolíticos.

Os resistores são de 1/8 W com qualquer tolerância e os capacitores eletrolíticos para 12 V ou mais.

O relé é do tipo sensível com corrente de disparo até 100 mA e o LDR é do tipo redondo comum.

 

CI-1 – 555 – circuito integrado

Q1, Q2 – BC548 – transistores NPN de uso geral

D1 – 1N4148 – diodo de uso geral

LDR – LDR redondo comum

K1 – Relé sensível de 6 ou 12 V

P1 – 100 k ohms – potenciômetro

C1 – 10 uF – capacitor eletrolítico

C2 – 1 a 1000 uF – capacitor eletrolítico

C3 – 100 uF – capacitor eletrolítico

R1 – 22 k ohms – resistor – vermelho, vermelho, laranja

R2 – 10 k ohms – resistor – marrom, preto, laranja

R3 – 2k2 ohms – resistor – vermelho, vermelho, vermelho

 

Diversos:

Placa de circuito impresso, fonte de alimentação, caixa para a montagem, fios, solda, etc.

 

 

 

 

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