Termo Sensor (ART2087)

Este circuito detecta aumentos de temperatura ou focos de calor, como por exemplo, num princípio de incêndio ou na sobrecarga de uma máquina. Outra aplicação é como detector de aquecimento para motores de automóveis.

Ele pode também ser usado em demonstrações, como em aplicações práticas. A resistência inversa de um diodo varia com a temperatura, o que ilustra o funcionamento de sensores térmicos de diversos tipos.

O aquecimento do diodo, quer seja pela aproximação de um ferro de soldar, uma chama ou mesmo ar quente de uma baforada é suficiente para levar o LED a acender.

Em lugar do LED e do resistor podemos também usar um relé, caso em que poderia ser acionado um alarme externo pelo calor.

O circuito é alimentado por 4 pilhas comuns; seu consumo de corrente é bastante baixo. O sensor pode ficar longe do aparelho o que permite a detecção remota de calor.

Os diodos semicondutores devem apresentar uma baixa resistência no sentido direto e uma resistência infinita, quando polarizados no sentido inverso.

No entanto, na prática, quando polarizamos um diodo no sentido inverso, observamos a circulação de uma pequena corrente o que significa que a resistência inversa não é infinita mas tem um certo valor, se bem que muito alto (normal mente de dezenas ou centenas de megohms).

Esta circulação de corrente, com a consequência de uma resistência não infinita se deve a portadores de cargas na junção do diodo que são liberados pela ação do calor.

Acima do zero absoluto (-273°C) todas as moléculas de um corpo vibram, e esta vibração pode causar a liberação de elétrons que se movem pelo corpo, significando assim a circulação de uma corrente.

Está claro que esta corrente depende muito da temperatura.

Basta então um aquecimento da junção do diodo para que esta resistência diminua e com isso aumente a circulação da corrente.

Isso torna os diodos de silício excelentes sensores de temperatura.

Basta então amplificar a pequena corrente que corresponde à temperatura e depois usá-la para acionar um medidor, um relé ou simplesmente um LED.

Todos os diodos comuns de silício são sensíveis à temperatura, mas os tipos cujas junções são mais expostas são mais sensíveis.

Diodos como o BA315, 1N4148, 1N914 e mesmo o 1N4002 são sensíveis à temperatura e podem ser usados no nosso aparelho.

Com relação aos transistores, recomendamos a utilização dos tipos de silício como os BC107, BC108, BC238, BC547 ou BC548, que possuem excelente ganho e pequenas fugas, servindo para ampliar a pequeníssima corrente disponível no sensor.

O diagrama completo está na figura 1.

Figura 1 – Diagrama do sensor

Após a montagem, ligue a unidade. Se o LED acender, veja se não inverteu o diodo sensor (D1). Se ele estiver certo, e o LED permanecer ainda aceso com o sensor desligado, então um dos transistores (possivelmente Q1) está com fuga, devendo ser substituído.

O LED deve permanecer apagado em condições normais.

A seguir, aproxime a ponta do soldador do diodo, sem encostar nele, de modo que o calor possa ser percebido.

Após alguns segundos, o LED deve acender, indicando o funcionamento.

Afastando o ferro, o LED deve apagar, assim que o diodo esfriar.

Se você segurar o diodo sensor ou então bafejar ar quente, ele também deve acender, se a sensibilidade do aparelho for grande, mas isso dependerá do ganho a dos transistores e do diodo usado como sensor (O BA315 é um tipo que funciona bem neste caso).