Oscilador controlado por temperatura (ART569)

Este artigo é bastante didático, podendo ser usado com diversas finalidades. Publicamos em uma revista técnica e ele é bastante atual pelos componentes que usa. Podemos usá-lo para demonstrar as características de temperatura de um diodo polarizado inversamente, como também fazer uma montagem experimental para aprender a usar o circuito integrado 555 na configuração astável. Sugerimos a montagem neste caso numa matriz de contato. Recomendamos este circuito para professores de escolas técnicas ou de iniciação tecnológica e leitores iniciantes.

A resistência apresentada por um diodo comum quando polarizado no sentido inverso depende da quantidade de portadores de carga que são liberados na junção.

Como a quantidade de portadores depende da temperatura, a resistência do componente também depende dessa grandeza o que permite seu uso como um excelente sensor de temperatura.

A montagem que descrevemos serve justamente para demonstrar isso e na verdade trata-se de um conversor temperatura x freqüência que até pode ser usado numa simples interface de instrumentação.

O que fazemos com esse circuito é usar um diodo comum como sensor de temperatura, polarizando-o no sentido inverso e amplificador através de um transistor a corrente de fuga resultante.

Essa corrente serve para controlar a freqüência de um oscilador como o circuito integrado 555 na configuração tradicional.

Com a escolha dos valores apropriados para o capacitor C1 e também R2 e R3 podemos fazer com que os sinais gerados caiam na faixa de áudio, alimentando assim um pequeno transdutor piezoelétrico.

Veremos então que bafejando sobre o diodo sensor ou ainda aproximando (sem encostar) a ponta de um soldador, a tonalidade do som produzido vai variar, com a obtenção de um som mais agudo.

Ligando na saída do circuito um osciloscópio ou um frequencímetro poderemos monitorar de uma forma muito mais precisa as variações da freqüência do sinal produzido.

Montagem

Na figura 1 temos o diagrama completo do conversor temperatura x freqüência ou oscilador controlado por tensão que propomos nesse artigo.

Diagrama completo do oscilador controlado por temperatura.

A montagem pode ser implementada numa matriz de contactos com facilidade, pois trata-se de uma montagem experimental.

Montagem em matriz de contatos.

O circuito pode ser alimentado por quatro pilhas pequenas ou ainda uma bateria, já que seu consumo é baixo, da ordem de poucos miliampères.

Na figura 3 temos uma sugestão para se usar um pequeno alto-falante em lugar do transdutor, mas nesse caso a corrente consumida já será maior.

Utilizando um alto-falante.

Os valores de capacitores podem ser experimentados para se obter o tom que fique mais fácil perceber as variações. A faixa indicada no diagrama é a recomendada.

O transdutor deve ser obrigatoriamente do tipo piezoelétrico de alta impedância. Não use diretamente alto-falantes ou outros tipos de transdutores de baixa impedância.

Uma possibilidade de alteração do circuito consiste em se ligar na saída um LED em série com um resistor de 1 k ?. O capacitor C1 será alterado para valores entre 470 nF e 2,2 µF.

Nesse caso, o aparelho vai converter as variações da temperatura em mudanças da freqüência das piscadas do LED.