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Mais aplicações para o TSL245 (ART989)

O circuito integrado TSL245 da Texas Instruments consiste num conversor luz/frequência de alta precisão que opera na faixa de 0 a 500 kHz com excelente linearidade, sendo sensível à radiação infravermelha. As principais características deste componente estão referenciada nos artigos de referência abaixo deste artigo. Damos agora mais uma seleção de aplicativos para este CI incluindo alguns circuitos recreativos para quem desejar aprender mais sobre este componente ou mesmo fazer experiências diferentes.

O circuito integrado TSL245 é apresentado num invólucro de plástico transparente à radiação infravermelha com a pinagem mostrada na figura 1.


 O TSL245 é apresentado em invólucro transparente à radiação infravermelha.
O TSL245 é apresentado em invólucro transparente à radiação infravermelha.



O circuito fornece um sinal TTL com ciclo ativo de 50%, cuja frequência depende da intensidade da radiação infravermelha incidente.

A possibilidade de se interfacear este circuito diretamente com microcontroladores ou circuitos TTL, além da excelente linearidade o tornam ideal para aplicações em coleta de dados, instrumentação, robótica e eletrônica industrial. Muitas das principais aplicações já foram abordadas no primeiro artigo desta série.

A seguir damos mais alguns circuitos práticos que empregam este componente.


1. TROMBONE OU THEREMIN ÓPTICO

Com o controle pela mão ou pela movimentação de um LED infravermelho, da quantidade de radiação que incide no TSL245, pode-se modificar a frequência do tom gerado pelo circuito numa espécie de instrumento musical. O circuito básico é mostrado na figura 2 e pode ser alimentado por tensões de 7 a 15 V. O transistor de potência deve ser montado num radiador de calor.



Theremin óptico.
Theremin óptico.



Montando o TSL245 num tubo e um LED emissor infravermelho num pistão, conforme ilustra a figura 3, temos uma espécie de trombone onde os sons mais agudos são obtidos quando o LED emissor se encontra mais perto do TSL245. Um trimpot faz o ajuste da oitava em que o aparelho vai operar controlando a intensidade da corrente pelo LED infravermelho.



Montagem de um trombone óptico.
Montagem de um trombone óptico.



2. MODULADOR SIMPLES

Com o circuito mostrado na figura 4 pode-se gerar um sinal TTL modulado em frequência a partir da saída de áudio de um amplificador. A frequência central depende da potência do amplificador e também do resistor de 100 k ?, e da proximidade do LED emissor infravermelho do TSL245. Uma polarização contínua para o LED emissor pode ser agregada para manter a frequência do circuito na ausência do sinal de áudio.



Modulador que gera um sinal TTL modulado em freqüência.
Modulador que gera um sinal TTL modulado em freqüência.



3. GERADOR DE TREM DE PULSOS

Com um sinal infravermelho de pequena intensidade de modo que a frequência de saída do TSL245 fique em poucos hertz, ou algumas dezenas de hertz pode-se controlar a frequência mais alta (de algumas dezenas ou centenas de quilohertz) gerada por um 555. Esta frequência será determinada pelo trimpot de 100 k ? e por Cx que pode ter valores tipicamente entre 1 nF e 47 nF.

O circuito ilustrado na figura 5 gera salvas de pulsos que são controladas pela radiação infravermelha de baixa intensidade que incide no TSL245.



Gerador de trem de pulso.
Gerador de trem de pulso.



Observe que, para o funcionamento normal, o TSL245 deve receber uma radiação muito fraca de infravermelho para que sua frequência não supere a do 555 controlado.


4. PULSADOR VARIÁVEL

Os sinais gerados pelo TSL245 que dependem da intensidade da radiação infravermelha incidente são divididos por 4096 no circuito mostrado na figura 6.



Pulsador variável com o 4020 na divisão de freqüência.
Pulsador variável com o 4020 na divisão de freqüência.



Operando entre 400 Hz e 4 kHz pode-se fazer com que o relé comute uma vez a cada 1 ou 10 segundos, com a produção de sinais de controle intermitentes.

A intensidade da radiação infravermelha que produz o sinal ideal de funcionamento depende da aplicação que se pretende para o circuito.


5. SENSOR DE BATIMENTOS CARDÍACOS

Esta é uma idéia para ser desenvolvida pelos leitores. O que se faz é posicionar um emissor infravermelho de tal forma que o dedo do paciente fique entre ele e o sensor TSL245, de acordo com a figura 7.



Detector de batimentos cardíacos.
Detector de batimentos cardíacos.



Desta forma, as mudanças do grau de transparência que ocorrem quando o sangue é bombeado pelo dedo alteram a intensidade da radiação que incide no TSL245, e com isso um sinal modulado em frequência é gerado.

Esse sinal é aplicado a um 567 sintonizado na frequência central do TSL245 de tal forma que se obtenha uma saída que corresponda à modulação original no ponto indicado no diagrama.

A vantagem deste circuito é que o interfaceamento do TSL245 com o 567 pode ser feito através de um cabo muito longo, sem que hajam perdas na informação. Mais ainda, o sinal pode modular uma etapa de potência que o aplique à rede de energia com a transmissão por portadora que pode ser recuperada à distância pelo circuito demodulador de FM com o 567.


6. LUZES STROBO-RÍTMICAS

Uma lâmpada incandescente piscará numa velocidade que depende das variações da intensidade da música que toca num equipamento de som. Esta é a finalidade do circuito mostrado na figura 8.



Luzes strobo-rítmicas.
Luzes strobo-rítmicas.


O LED emissor infravermelho é acionado pela saída do equipamento de som, com potência (e, portanto, faixa de frequências) controlada pelo trimpot de 100 k ?. O LED deve ser ajustado para uma intensidade muito baixa de modo que o TSL245 opere numa frequência bem reduzida (pode-se agregar um divisor com o 4020, tal como foi visto no circuito da figura 6.

O sinal do TSL245 é então usado para controlar um SCR comum.


7. GERADOR DE TREM DE PULSOS

O circuito da figura 9 é uma outra opção para um gerador de trem de pulsos, mas que não é controlado externamente por infravermelhos.



Gerador de trem de pulsos.
Gerador de trem de pulsos.



Nesse circuito, o LED tem duas intensidades diferentes que mudam num ciclo controlado pelo ajuste do trimpot de 100 k?.

Quando a saída do 555 está no nível alto, temos a circulação das correntes que passam ao mesmo tempo pelos dois resistores de 1 k ? e o brilho do LED é máximo. Se a saída do 555 for ao nível baixo apenas um dos resistores alimenta, o LED, que terá então sua radiação reduzida.

Jogando com os dois resistores e a distância do emissor infravermelho do TSL245, é possível gerar sinais de diversos tipos com o TSL245.


8. TESTE DE CONTROLE REMOTO

O circuito simples apresentado na figura 10 permite saber se os LEDs emissores de um controle remoto por infravermelho estão ou não funcionando.



Teste de controle remoto.
Teste de controle remoto.



O circuito integrado 4020 divide a frequência gerada pelo TSL245 de modo que o controle remoto se for posicionado muito perto, produza um sinal na faixa audível.

O circuito também possui um LED indicador que piscará quando a emissão do LED infravermelho for muito fraca e, portanto, a frequência do sinal, muito baixa.


9. MEDIDA DE TEMPERATURA

O circuito dado na figura 11 pode ser usado para o sensoriamento remoto de temperaturas usando como sensor um diodo comum de silício.



Circuito para medida digital de temperatura.
Circuito para medida digital de temperatura.



Dependendo da faixa de temperaturas, estes componentes apresentam uma boa linearidade que deve ser traduzida pelo emissor de infravermelhos. Temos então a conversão da temperatura em frequência para envio por uma linha de comprimento longo.

O ganho do operacional, o qual depende da faixa de temperaturas que vai ser medida e também da sensibilidade do diodo usado como sensor, é ajustado no trimpot de 100 k ?.

Observe que a fonte de alimentação não precisa ser simétrica e deve ser de pelo menos 12 V para operacionais como o 741. O mesmo circuito pode ser reprojetado para operacionais de tensões mais baixas.


10. GERADOR DE VARREDURA

O circuito mostrado na figura 12 gera um sinal que muda de frequência sequencialmente de acordo com os valores dos resistores acoplados ao LED emissor de infravermelhos.



Seqüenciador com o 4017/TSL245.
Seqüenciador com o 4017/TSL245.



O leitor pode criar o próprio padrão de variação de frequências modificando os valores destes resistores, que devem ter um mínimo de 470 ? e um máximo de 10 k? tipicamente para uma tensão de alimentação de 5 V.

A frequência de varredura é ajustada pelo trimpot de 100 k? no 555 e a faixa pode ser comutada pela seleção de valor do capacitor junto ao 555.

A ligação de um capacitor de valor apropriado em paralelo com o LED possibilita a obtenção de transições suaves de frequência.


CONCLUSÃO

Não há limites para o que se pode fazer com base no TSL245 da Texas. O leitor certamente terá muitos projetos novos em torno deste componente, que poderão ser enviados para nossa redação. Estaremos prontos para analisá-los e quem sabe até publicá-los em nosso site.

Observamos também que o TSL245 é um componente novo e, portanto, pode haver alguma dificuldade para sua obtenção. Sugerimos neste caso que a própria Texas Instruments (endereço no Brasil) seja contatada no sentido de indicar um fornecedor.


Datasheet do TSL245


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N° do componente 

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