Projeto 8 – Sensor de toque Darlington (KIT001-008)

Os transistores de uso geral como os da série BC, como usamos nos nossos experimentos possuem ganhos entre 100 e 800 vezes. Estes ganhos abreviados por hfe significam que uma variação da corrente de base que corresponde ao sinal de entrada, se traduz numa variação 100 a 800 vezes maior na corrente de coletor que corresponde ao sinal de saída.

Se precisarmos de uma amplificação maior, o que normalmente fazemos é usar mais de um transistor. Um modo de se obter maior sensibilidade ou maior amplificação com transistores é usar dois em conjunto ligados diretamente um no outro.

Uma maneira de se fazer a ligação de mais de um transistor de modo a aumentar o ganho de forma simples é a mostrada na figura 1.

Figura 1 – Acoplamento Darlington

Este tipo de ligação recebe o nome de Darlington, e os ganhos dos transistores se multiplicam. Assim, se usarmos dois transistores de ganho 100 o resultado será um transistor de ganho 100 x 100 = 10 000.

Veja que podemos fazer o acoplamento Darlington tanto com transistores NPN como PNP, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – Darlingtons NPN e PNP | Clique na imagem para ampliar |

O próximo experimento faz uso desta configuração.

Obs.: na prática existem transistores Darlington que na verdade são componentes que em seu interior existem dois transistores já interligados desta forma. Estes transistores apresentam ganhos muito grandes.

No nosso projeto vamos usar então dois transistores para obter mais sensibilidade no nosso sensor de toque.

Explicação

Dois transistores ligados em acoplamento direto, de modo que o emissor do primeiro seja conectado à base do segundo e os coletores interligados formam um par ou etapa Darlington. O sinal é aplicado na base do primeiro transistor e retirado do emissor do segundo ou do coletor em comum.

No nosso circuito, vamos usar dois transistores BC548 ligados como Darlington de modo que uma corrente muito pequena na base do primeiro é suficiente para provocar uma corrente bem maior no coletor do segundo.

Assim, uma diminuta corrente que passa pela base do primeiro, vinda do toque de nossos dedos é suficiente para acender o LED. A corrente pelo toque de nossos dedos é da ordem de milionésimos de ampère o que é insuficiente para nos causar qualquer sensação de choque. Não sentimos nada.

Este circuito é bem mais sensível que o projeto de interruptor de toque com um transistor, pois o ganho é muito maior.

Montagem

Na figura 3 temos o circuito completo do interruptor de toque com transistores em ligação Darlington.

Figura 3 – Interruptor de toque Darlington

A montagem na matriz de contatos é mostrada na figura 4.

Figura 4 – Montagem na matriz de contatos | Clique na imagem para ampliar |

Para acessar a simulação deste circuito no Tinkercad acesse - https://www.tinkercad.com/things/cQpnsgPo3XP-p08-sensor-de-toque-darlingotn

Na montagem, observe com cuidado as posições dos dois transistores e do LED. Confira bem todas as ligações feitas através de fios, tomando cuidado para não errar nas interligações dos transistores.

Procedimento

Depois de conferir a montagem, conecte à matriz de contacto o suporte das pilhas observando a sua polaridade (cores dos fios). O LED deve permanecer apagado. Segurando com os dedos, um fio em cada mão, o LED deve acender.

Você notará que o brilho do LED variará conforme você aperte mais ou menos os fios, indicando que a corrente que passa através de seu corpo varia.