Acionamento de carga com sensor de luminosidade

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SUL-RIO-GRANDENSE

CAMPUS CHARQUEADAS – RS

CURSO TÉCNICO DE NÍVEL MÉDIO EM MECATRÔNICA

ELETRÔNICA II

RELATÓRIO DO PROJETO

ACIONAMENTO DE CARGA COM SENSOR DE LUMINOSIDADE

DIEGO SAMUEL DA SILVA ZUFO

FELIPE LOPES AMBOS DA SILVA

GILBERTO FERREIRA GULARTE

MCT-3AM - G1

CHARQUEADAS

2015

SUMÁRIO

COMPONENTES UTILIZADOS        

CIRCUITO        

FUNCIONAMENTO        

TESTES        

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        

ÍNDICE DE IMAGENS

Figura 1 - Circuito do projeto        

Figura 2 - Lugares a serem medidos        

ÍNDICE DE TABELAS

- Primeiro teste (Potenciômetro em 3V)        

- Segundo teste (Potenciômetro em 6V)        

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COMPONENTES UTILIZADOS

• Placa ilhada (tamanho aproximado de 90mm x 60mm);
• 1 Soquete para o Amp Op;
• 1 Amplificador Operacional;
• 1 LDR;
• 3 Resistores de 470Ω;
• 1 Resistor de 1kΩ;
• 2 Resistores de  10kΩ;
• 1 Diodo (1n4001);
• 1 Potenciômetro 10k;
• 1 Capacitor 220µF;
• 1 Relé (12V);
• 1 Led (Carga);
• 1 Transistor (BC549 - Configuração:C-B-E);
• Fios (Usado um para o positivo o positivo e outro para o negativo, usado para jumpers na placa para não cruzar trilhas e fazer ligações do relé na placa ilhada).

CIRCUITO

        O circuito será todo alimentado com 12V. O relé utilizado também é para 12V.

        O LDR é ligado no positivo (+12V) e em série com o resistor (R1) que está ligado ao negativo (GND). Do meio deles sai um fio que é conectado ao pino 2 (entrada inversora) do amplificador operacional.

Um resistor (R2) é ligado no positivo e num lado do potenciômetro. Do outro lado deste, é ligado outro resistor (R3), que também tem sua outra parte ligado no GND. A perna do meio do potenciômetro é conectada ao pino 3 (entrada não inversora) do amplificador operacional.

        No pino 7 e 4 do amplificador está a alimentação do componente, sendo o pino 7 ligado ao +12V e o pino 4 ligado ao GND. No pino 6 está a saída, e ligado a ele está um resistor (R4).

        Em seguida a este resistor, temos um nó, de duas coisas ligadas ao GND, que são o resistor de 1kΩ (R5) e o capacitor (C1), e também nele está ligada o pino base do transistor. O emissor está ligado no GND e no coletor está o relé em paralelo com o diodo(D1). Ambos estão ligados no positivo.

        No relé, uma de suas bobinas é ligado no coletor e a outra é ligada no positivo, junto ao comum. No normalmente fechado é ligado um resistor de 470Ω e o led. (Não demonstrado na imagem a seguir o relé com o led).

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Figura 1 - Circuito do projeto

FUNCIONAMENTO

        O circuito aciona uma carga que está ligada aos contatos do relé, que será um led. No circuito é usado um amplificador operacional (U1) que funciona como comparador de tensão.

        O sensor de luz (LDR) faz a leitura da luminosidade do ambiente, em que quanto mais luz o mesmo recebe menor será sua resistência. Ligado em série a ele foi colocado um resistor de 10kΩ, e do meio de ambos há um fio que é ligado na entrada inversora(-) do amplificador, sendo nela onde é recebido o primeiro valor de tensão que será comparado.

        O segundo valor de tensão, que entra na porta não inversora(+), é ajustado conforme a variação do potenciômetro, em que o mesmo tem função principal na sensibilidade do sensor.

        Quando a tensão da entrada que vêm entre o LDR e o resistor (R1) ficar em taxas maiores que a tensão do potenciômetro, o circuito funciona perfeitamente. Caso contrário, o led se mantém ligado.

        Em resumo, quando há luminosidade no ambiente está baixa, o led acende. Quando a luminosidade está baixa, o led não acende. Lembrando que o potenciômetro interfere diretamente no circuito e ele determina quando está luminosidade é considerada baixa. Ou seja, o funcionamento pode ser comparado com um poste.

TESTES

        Como proposto pelo professor, fizemos as medidas das tensões nos principais pontos do circuito com e sem luminosidade incidindo sobre o LDR. Foram dois (medições), com diferentes valores de tensão na saída do potenciômetro, sendo com sensibilidade alta e baixa do sensor. Abaixo, confira alguns lugares a serem medidos:

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Figura 2 - Lugares a serem medidos

        LDR: Leitura ambiente = 610 Ω

Potenciômetro ajustado com saída de: 3V (sensibilidade baixa do sensor), consequentemente medida padrão no pino 3 do amplificador.

Posição	Lugares medidos	Valor de tensão (em V)
Com luz incidindo sobre LDR	Sem luz incidindo sobre LDR
1	Entre o LDR e o resistor de 10kΩ (R1)	0,60V*	6,27V
2	Entre o resistor de 470Ω (R2) e o potenciômetro	11,65V	11,65V
3	Entre o resistor de 470Ω (R3) e o potenciômetro	0,5V	0,5V
4	Pino 2 do amplificador operacional	0,60V	6,27V
5	Pino 3 do amplificador operacional	3,0V	3,0V
6	Pino 4 do amplificador operacional	0V	0V
7	Pino 7 do amplificador operacional	12,0V	12,0V
8	Pino 6 do amplificador operacional	11,20V	1,27V
9	Base do transistor	0,75V	0,11V
10	Emissor do transistor	0V	0V
11	Coletor do transistor	0,13V	12V
12	Depois do diodo (D1)	12,0V	12,0V
13	Resistor de 470Ω (Resistor do led)	12V	-2,20V
14	Led	3V	-2,20V

Tabela 1 - Primeiro teste (Potenciômetro em 3V)