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Quatro Projetos Usando LDRs (ART512)

Os LDRs (Light Dependent Resistors) ou Foto-Resistores são componentes sensíveis à luz que podem funcionar como "olhos eletrônicos" em muitos projetos interessantes. Os quatro projetos que descrevemos neste artigo servem como base para aplicações práticas importantes ou simplesmente para demonstrar e aprender como funcionam esses sensores.

Os LDRs são formados por um material denominado Sulfeto de Cádmio ou CdS (também são chamados de Células de CdS) que apresenta uma resistência elétrica que depende da incidência de luz. Quando recebem luz têm uma resistência muito baixa e quando no escuro apresentam uma resistência muito alta, de milhões de ?.

Pelo seu baixo custo e facilidade de obtenção os LDRs são encontrados em muitas aplicações práticas como no controle de iluminação de postes de rua, alarmes, sistemas de iluminação automática de jardim, etc.

Na figura 1 temos o símbolo e o aspecto de um LDR como o que vamos usar nos nossos projetos.

 

Símbolo e aspecto do LDR.
Símbolo e aspecto do LDR.

 

Este tipo de LDR pode ser encontrado nas casas especializadas ou até aproveitado de certos equipamentos que os utilizam, já que dificilmente queimam.

 

Circuito 1

Micro Luz de Emergência

O circuito apresentado na figura 2 faz acender um LED branco de alto rendimento quando falta luz, ou seja, quando o LDR deixa de receber a luz ambiente.

 

Diagrama elétrico da micro luz de emergência.
Diagrama elétrico da micro luz de emergência.

 

Evidentemente, ele possui uma chave para desligar o circuito que não mais precisarmos de luz, mesmo na ausência de luz ambiente.

Temos então um circuito em que um LDR, ao deixar de receber luz, permite que P1 polarize a base do transistor Q1 que satura. Com a saturação de Q1, o transistor Q2 também é polarizado e com isso conduz a corrente que acende o LED.

O ponto de disparo do circuito, ou seja, sua sensibilidade é ajustada em P1.

O circuito pode ser alimentado com 4 pilhas pequenas e instalado numa pequena caixa plástica. Na figura 3 damos uma sugestão de montagem em ponte de terminais que é uma versão recomendada aos leitores menos experientes.

 

Montagem na ponte de terminais.
Montagem na ponte de terminais.

 

É claro que os leitores mais experientes podem fazer a montagem em placa de circuito impresso e, se for para demonstração, numa matriz de contactos.

O resistor R1 poderá ser reduzido para o caso do LED admitir uma corrente maior. O valor mínimo recomendado é 22 ?.

 

Q1 - BC548 - transistor NPN de uso geral

Q2 - BC558 - transistor PNP de uso geral

LED - LED branco de alto rendimento

LDR - LDR comum redondo

P1 - 1 M ? - trimpot

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

R2 - 100 ? x 1/8 W - resistor - marrom, preto, marrom

S1 - Interruptor simples

B1 - 6 V - 4 pilhas pequenas

Diversos:

Placa de circuito impresso, suporte de pilhas, caixa para montagem, fios, solda.

 

 

 

Circuito 2

Foto-Motor 1

Nosso segundo circuito aciona um motor quando o LDR é iluminado. A configuração mostrada na figura 4 pode servir de base para um brinquedo, como um robô que é acionado por um farolete ou ainda um carrinho de corrida.

 

Esquema elétrico do foto-motor 1.
Esquema elétrico do foto-motor 1.

 

O ajuste da sensibilidade é feito em P1 e para maior diretividade no acionamento o LDR deve ser montado num tubinho opaco.

O transistor Q2 deve ser dotado de um radiador de calor se o motor exigir uma corrente maior que 200 mA. O leitor perceberá a necessidade desse dissipador se, ao fazer o circuito funcionar, esse componente aquecer demais.

Na figura 5 temos a montagem deste circuito numa ponte de terminais, versão ideal para estudantes e iniciantes.

 

Montagem do foto-motor 1 na ponte de terminais.
Montagem do foto-motor 1 na ponte de terminais.

 

Os que tiverem recursos podem elaborar a montagem numa placa de circuito impresso. Para demonstrações a montagem pode ser feita numa matriz de contactos.

Para a alimentação podem ser usadas duas ou quatro pilhas de qualquer tamanho dependendo do motor.

 

Q1 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso geral

Q2 - TIP32 - transistor PNP de potência

D1 - 1N4148 - diodo de uso geral

LDR - LDR redondo comum

P1 - 1 M ophms - trimpot

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

C1 - 470 µF x 12 V - capacitor eletrolítico

M - Motor comum de 3 a 6 V

S1 - Interruptor simples

B1 - 3 ou 6 V - 2 ou 4 pilhas (ver texto)

Diversos:

Ponte de terminais, suporte de pilhas, caixa para montagem, fios, solda, etc.

 

 

Circuito 3

Foto-Motor 2

A segunda versão de um controle foto-elétrico (por luz) de um motor usando um transistor Darlington é mostrada na figura 6.

 

Esquema elétrico do foto-motor 2.
Esquema elétrico do foto-motor 2.

 

Neste caso, o alto ganho do transistor usado permite que ele seja excitado diretamente pelo LDR sem a necessidade de etapas adicionais de amplificação.

Uma característica importante deste circuito é seu funcionamento diferencial com dois sensores, o que permite seu uso em aplicações interessantes. O uso de dois sensores faz com que o circuito tenha quatro modos de operação possíveis:

 

a) Dois LDRs no escuro - o motor permanece parado

b) O LDR 1 recebe luz e o LDR2 permanece no escuro - o motor é acionado

c) O LDR 1 está iluminado com o motor em funcionamento e o LDR2 está no escuro. Quando o LDR2 recebe luz suficiente, o motor é cortado (pára)

d) O LDR 1 está com pouca iluminação e o LDR2 iluminado. Quando a luz no LDR2 é cortada o motor entra em funcionamento.

e) Os dois LDRs estão iluminados - dependendo de sua intensidade e do ajuste de P1 o motor pode ou não funcionar.

 

Dentre as aplicações possíveis para este circuito está um robô que pode tomar decisões em função da luz que ele "vê" através dos sensores (LDRs).

Na figura 7 temos a montagem deste circuito numa ponte de terminais que é a versão indicada aos leitores menos experientes e com menos recursos.

 

Montagem do foto-motor 2 numa ponte de terminais.
Montagem do foto-motor 2 numa ponte de terminais.

 

Para os que desejarem, existe a possibilidade de se fazer a montagem em placa de circuito impresso ou matriz de contactos.

Para motores acima de 200 mA será conveniente dotar o transistor de um radiador de calor. O ajuste do ponto de funcionamento será feito no trimpot.

 

Q1 - TIP110 ou equivalente - Transistor Darlington de potência NPN

D1 - 1N4148 - diodo de uso geral

LDR1, LDR2 - LDRs comuns

P1 - 4,7 k ? (ou maior) - trimpot ou potenciômetro

M - Motor comum de 3 e 12 V

Diversos:

Ponte de terminais, alimentação de 3 a 12 V, radiador de calor para o transistor, fios, solda, etc.

 

 

Circuito 4

Alarme de Falta de Luz

Quando a luz deixa de incidir no LDR do circuito da figura 8, o oscilador entra em ação produzindo um som agudo que depende basicamente do valor de C1. Valores maiores produzem sons mais graves.

 

Esquema elétrico do alarme de falta de luz.
Esquema elétrico do alarme de falta de luz.

 

A sensibilidade é ajustada no trimpot ou potenciômetro de 1 M ? e o circuito pode ser alimentado com duas ou quatro pilhas pequenas.

O alto-falante pode ser de qualquer tipo com 5 a 10 cm de diâmetro e impedância de 4 ou 8 ?.

Na figura 9 temos a montagem do alarme numa ponte de terminais.

 

Montagem do alarme de falta de luz na ponte de terminais.
Montagem do alarme de falta de luz na ponte de terminais.

 

Os leitores com mais recursos podem tanto fazer a montagem numa placa de circuito impresso como numa matriz de contactos.

 

Q1 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso geral

Q2 - BC558 ou equivalente - transistor PNP de uso geral

LDR - LDR redondo comum

P1 - 1 M ? - trimpot ou potenciômetro

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

R2 - 1 k ? x 1/8 W - resistor - marrom, preto, vermelho

C1 - 100 nF - capacitor cerâmico ou poliéster

FTE - 4 ou 8 ? - alto-falante comum de 5 a 10 cm

S1 - Interruptor simples

B1 - 3 ou 6 V - duas ou quatro pilhas pequenas

Diversos:

Ponte de terminais, suporte de pilhas, caixa para montagem, fios, solda, etc.

 

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Mês de Aniversário - 10 Anos (OP195b)

Este é um mês especial para nós. Comemoramos o décimo aniversário do Instituto Newton C. Braga e de nosso site. O que se pensou inicialmente que seria um pequeno blog para dar continuidade ao meu trabalho de até então 50 anos se tornou um verdadeiro portal da eletrônica com edições em espanhol e em inglês. Na verdade, quando isso ocorreu o pensamento de alguns é que as coisas na internet estavam com os dias contados. Era uma “Febre de Momento” como ouvi dizer de alguns. Não era e fomos em frente.

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