Detector de Pulsos de Luz (PN030)

Nosso detector é do tipo luminoso, usando como sensor um foto-transistor. Com ele é possível detectar o aparecimento momentâneo de luzes distantes, variações de luzes distantes e até mesmo a emissão de radiação infravermelha.

Sua sensibilidade é bastante grande e convenientemente ajustado, apontando para um fundo totalmente escuro, ele pode detectar o acender de um isqueiro a centenas de metros.

Uma possibilidade de uso para o pesquisador de campo é manter o aparelho ligado apontado para o local em que existe a probabilidade de ocorrer o aparecimento de luzes.

Quando isso ocorrer o aparelho vai disparar emitindo um som contínuo por alguns instantes, o que serve de alarme,

Desta forma, numa pesquisa feita num local à noite, o pesquisador não precisa ficar permanentemente acordado. Basta deixar o aparelho ligado para monitorar os acontecimentos, conforme sugere a figura 1.

 

Evidentemente, devemos considerar o disparo por outras fontes de luz que não sejam as visadas como, por exemplo, relâmpagos ou mesmo faróis de carro de uma estrada próxima.

Para se obter uma cobertura num ângulo maior, vigiando-se assim uma porção do céu ou ainda uma parte mais ampla de uma mata, o sensor pode ser mantido sozinho. No entanto, pode-se obter maior sensibilidade concentrando-se a luz que venha de um ângulo menor com uma lente, conforme mostra a figura 2.

 

Esta lente deve ser do tipo convergente, uma lente de lupa, por exemplo, e o sensor deve ser posicionado de modo a ficar no seu foco.

O consumo de energia do aparelho na condição de espera é muito baixo, o que significa que um jogo de pilhas usado na alimentação não vai se esgotar mesmo que ele fique a noite inteira ligado.

Evidentemente, para pesquisas constantes devem ser usadas pilhas grandes, caso em que elas poderão alimentar o aparelho por diversas noites seguidas. O consumo maior ocorre quando o aparelho dispara, já que na produção de som temos a necessidade de maior quantidade de energia.

Na figura 3 damos uma ideia de como o aparelho pode ser montado numa pequena caixa plástica e mantido em posição de vigia, de modo a detectar qualquer pequeno foco de luz que apareça num determinado local, disparando o alarme.

 

O único ajuste que o circuito possui é um potenciômetro de sensibilidade, de modo a compensar a influência da luz ambiente no caso de haver luar ou outra fonte próxima que possa causar o seu disparo errático.

O sensor usado tem características impressionantes, já que sua sensibilidade é maior do que a do olho humano e, além disso, ele pode “ver” radiações fora do espectro visível, ou seja, apresenta uma sensibilidade razoável ao infravermelho, radiação emitida por corpos quentes.

Como Funciona

Nos projetos descritos sempre teremos a análise do princípio de funcionamento do circuito, o que é interessante tanto para os montadores como para os leitores que desejam fazer alterações no projeto original.

Na figura 4 temos o diagrama completo do detector.

 

Neste caso, o que temos é um foto-transistor ligado à base de um transistor que serve de amplificador para a pequena corrente resultante dos pulsos de luz detectados.

O coletor do transistor está ligado por meio de um capacitor ao terminal de disparo de um circuito integrado 555, que está ligado como um multivibrador monoestável.

A constante de tempo deste multivibrador é determinada por C2 e R4.

Quando um pulso de luz de certa intensidade incide no foto-transistor FT1 ele conduz certa corrente que é amplificada por Qt. Como resultado, a tensão no coletor de Q1 cai por um instante, o suficiente para provocar o disparo do monoestável.

Com o disparo, a saída do GH vai ao nível alto (pino 2) por um tempo que depende justamente de R4 e C2. Este será o tempo de disparo do alarme e pode ser alterado, bastando escolher um novo valor de C2 ou R4.

Com a ida da saída do GI-1 ao nível alto, o Cl-2 que funciona como oscilador entra em ação.

É gerado então um sinal cuja frequência depende de R5, R6, e C3. Este sinal é então aplicado ao alto-falante FTE gerando um apito continuo.

Podemos alterar este som pela troca de C5 ou de R5 e R6 desde que os resistores não sejam menores que 1 k ohms.

Uma alteração possível para o projeto, de modo a aumentar sua sensibilidade, seria a troca de Q1 por um transistor Darlington. Os leitores que tenham conhecimento técnico podem fazer isso, caso em que R2 pode até ser aumentado para valores tão grandes como 1 M ohm.

Outra alteração possível que leva o aparelho a apresentar um consumo menor no toque e a utilização de transdutor cerâmico em lugar do alto-falante, caso em que R7 pode ser eliminado. Finalmente temos uma redução considerável no consumo em repouso do aparelho se em lugar do circuito integrado 555 bipolar for usada a versão C-MOS, que é o TLC7555 ou qualquer equivalente.

Montagem

Na figura 5 temos a disposição dos componentes numa placa de circuito impresso.

 

Se o leitor não tem muita experiência na montagem de projetos com circuitos integrados será interessante usar soquetes para sua instalação.

Os resistores são todos de 1/8 W ou maiores e os capacitores eletrolíticos de- vem ter uma tensão de trabalho de 6 V ou mais.

O foto-transistor pode ser de qualquer tipo, inclusive podendo ser usado um foto-diodo. O leitor deve tomar cuidado apenas para não ligar este componente invertido, caso em que o aparelho não funcionará.

O transistor Q1 também admite equivalentes e o potenciômetro de ajuste não é crítico. Este potenciômetro pode ainda incluir a chave geral 81 que liga e desliga o aparelho.

O alto-falante usado é do tipo pequeno de 2,5 a 5 cm, podendo até ser aproveitado de algum velho rádio transistorizado fora de uso;

Para as pilhas deve ser usado um suporte apropriado e a polaridade dos fios de ligação deve ser observada.

O foto-transistor pode ser instalado num tubinho com a lente caso se deseje propriedades direcionais mais acentuadas para o aparelho.

Prova e Uso

Para provar o aparelho ligue-o com o foto-sensor apontado para um local escuro. Depois abra o controle de sensibilidade até o momento em que o disparo é obtido.

Quando isso ocorrer volte o ajuste um pouco e espere o toque do alarme parar.

Acendendo um isqueiro na frente do sensor, mesmo a uma boa distância consegue-se o disparo. Retocando-se o ajuste de sensibilidade consegue-se o disparo a distâncias cada vez maiores.

Na pesquisa de campo evite a presença de luz nas proximidades pois ela reduz a sensibilidade. Ajuste a sensibilidade para o máximo, se possível usando o “flash” de um isqueiro para testes.

Depois é só deixar o aparelho ligado. Qualquer toque indica que um pulso de luz incidiu no sensor.

E interessante observar que uma transição muito suave de luz como a que ocorre ao amanhecer não atua sobre o circuito.