Monitor de Iluminação (ART2266)

O simples circuito apresentado pode ser utilizado em aplicações industriais importantes como, por exemplo, na monitoria do nível de iluminação de uma câmara de exposição de luz, numa sala de secagem de tintas e em muitos outros casos. O sistema permite detectar variações da intensidade da luz que poderiam ser causadas pela queima de uma ou mais lâmpadas de um conjunto ou mesmo uma variação da tensão de alimentação.

Existem centenas de aplicações em que um indicador do nível de iluminação em quatro pontos pode ser útil.

Na introdução, citamos algumas delas, mas certamente, muitas outras poderão ser encontradas.

O que propomos neste artigo é um projeto simples, que pode ser incorporado a qualquer painel de controle, como de uma máquina, de uma estufa ou de uma câmara de secagem, que opere com níveis de iluminação determinados.

No painel existirão, então, quatro LEDs, que informarão o nível de iluminação.

Fixando em três LEDs acesos o nível normal, saberemos que o acendimento dos quatro significa que o limite foi ultrapassado, e que o acendimento de dois delas, de apenas um, ou mesmo de nenhum, significa a diminuição do nível de iluminação ou o corte de energia.

O circuito pode ser alimentado com tensões entre 6 e 12 V, o que torna muito fácil fazer o dimensionamento de uma fonte de alimentação.

A sensibilidade é garantida pela utilização de um foto-transistor como sensor.

Na versão básica temos quatro níveis de indicação, mas nada impede que, com o uso de dois integrados, possamos expandir a indicação para 8 níveis.

O componente básico do projeto é um quádruplo comparador de tensão da família 139/239/339.

O CIRCUITO

Esta é uma configuração que já exploramos em outras oportunidades em projetos nossos.

Ligando às entradas de quatro comparadores de tensão, como referência, um divisor escalonado, cada comparador terá sua saída comutada com uma tensão ligeiramente superior àquela que comuta o anterior.

Na figura 1 temos o modo de se fazer a ligação desta rede de referência com resistores.

Figura 1 – O circuito básico

Os valores em que ocorrem a comutação dependem da resistência total da rede, que pode ser ajustada no trimpot P2.

Este componente permite fixar os limites de atuação do indicador, juntamente com P1, que dá sensibilidade ao circuito.

A entrada da tensão do sensor é feita nos quatro comparadores ao mesmo tempo.

Se a tensão de entrada for maior que V1, porém menor que V2 (figura 1), apenas o primeiro comparador comuta e o primeiro LED acende.

Se a tensão estiver entre V2 e V3, dois comparadores comutam suas saídas e os dois primeiros LEDs acendem.

Se a tensão de entrada estiver entre V3 e V4, teremos três comparadores comutando e, com isso, três LEDs acesos.

Já, com uma tensão maior que V4, todos os comparadores comutam e todos os LEDs acendem.

A tensão de entrada vem de um divisor, em que um dos elementos é um foto-transistor.

O potenciômetro P1, em série com este elemento, permite ajustar a sensibilidade do circuito.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo do monitor.

Figura 2 – Diagrama completo do aparelho

Na figura 3, a placa de circuito impresso para a versão de quatro LEDs.

Figura 3 – Placa para a montagem

Uma versão de oito LEDs pode ser feita com a utilização de dois comparadores quádruplos, conforme mostra a figura 4.

Figura 4 – Versão com 8 LEDs

Neste circuito, os LEDs podem ser todos da mesma cor, ou então o terceiro diferente, a fim de distinguir o nível normal de iluminação.

Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W, com 5 ou 10% de tolerância. P1 e P2 podem ser trimpots ou potenciômetros.

Q1 é um foto-transistor comum, que poderá até ficar longe do circuito.

Se a distância não for longa e não houver perigo de indução de ruídos no cabo, ele pode ser um fio duplo sem blindagem (in trançado).

Se o fio for longo (acima de 10 metros) e houver perigo de captação de ruídos, será conveniente usar fio blindado.

A alimentação de 6 ou 12 V deve ter uma corrente da ordem de 200 mA e não precisa ser estabilizada.

PROVA E USO

Inicialmente, com P1 todo aberto, ilumine e sombreie o foto-transistor, ajustando P2 para que tenhamos nos dois extremos de iluminação nenhum e quatro LEDs acesos.

Depois, ajuste P1 para que se tenha a sensibilidade dentro da faixa que se deseja monitorar.

Uma vez feitos os ajustes e comprovado o funcionamento é só fazer a instalação definitiva do aparelho.

O foto-transistor, eventualmente, deve ser montado num tubo opaco, de modo a receber a iluminação apenas do local que se deseja monitorar.