SEMÁFORO COM SINALIZAÇÃO SONORA

INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA

SEMÁFORO COM SINALIZAÇÃO SONORA

Lohan Rodrigues Silva
Gabriel Scarabelot
Eduardo Cruz

SÃO JOSÉ

2015

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INTRODUÇÃO

        Pensando na combinação dos conteúdos vistos até o momento na disciplina de Eletrônica Aplicada, o grupo mesclou conhecimento sobre os componentes 555, amplificadores operacionais, fontes de tensão e retificadores para desenvolver o circuito de um sensor de presença que tem a intenção de acender luzes no caso de ambientes escuros sem a necessidade de interruptores.

        Para testar o funcionamento do circuito, foi considerado o fato de teste para um circuito com duração de 30 segundos de lâmpada ligada. A variação de tempo seria pensada para maior, próximo de 3 minutos, o que só ocasionaria a mudança do capacitor do CI 555.

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1. O PROJETO

1.1. VISUALIZAÇÃO GERAL

        Para a montagem do sensor de movimento, nos baseamos na energia de 220V de corrente alternada e 60Hz, que é a corrente que temos em nossas residências. Nisso usamos um transformador junto a um retificador de onda completa para diminuirmos a tensão de 220 e termos um Vcc variante de 7.02 ~ 10.02V.

[pic 1]

Figura 1: Circuito do transformador com retificador de meia onda

1.1.1 Cáculos Referentes a tensão gerada após retificadores.

V2ef = 10
V2p = . 10 = 14.1
Vop = 14.1 - 0,7 = 13.6
Vcc = 0.636 x 13.6 = 8.52
Vond=(8.52 - 7) x 2Vond= 3,04
Icc = 0.1A[pic 2]

C>= Icc/(f  x Vond) = 0.1/(60 x 3,04) = 548 uF = 560uF
Vond = Icc/(f x C) = 2,97 = 3V
Vccmin = Vcc - Vond/2 = 8.52 - 1.5 = 7.02
Vccmax = 8.52 + 1,5 = 10.2

*Corrente decidida pela permitida pelo LM 7805.

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1.2. CI LM 7805

[pic 3]

Figura 2: Representação do circuito para funcionamento de LM 7805

     O CI 7805 tem a função de estabilizar a tensão para que não tenha variação sobre o circuito e assim possa vir a ter problemas em seu rendimento, e queima do mesmo.

Ele tem uma necessidade de a tensão de entrada sobre ele ser no mínimo 2V maior que o mesmo.

     No caso de nosso CI escolhido (7805), temos uma tensão mínima sobre ele de 7V para funcionar normalmente. A corrente que opera sobre ele existe uma variação a ser decidida e nosso circuito trabalhará a partir de 0.1A. A corrente que chega no 7805 é a mesma que sairá pela saturação do Ic sobre Ib, o ocasionando em um Ie = Ic.

    Temos então que conseguir uma potência para nosso circuito, sendo a potência na Carga, a multiplicação entre a corrente após 7805 e a tensão após 7805. A partir dessa potência conseguimos descobrir o seu rendimento dentre outras informações.

    Para nosso circuito operar de forma devida o circuito deve operar diante de uma temperatura pré delimitada pelo datasheet do 7805, assim definindo se nosso circuito precisa de dissipador ou não. Em seguida os cálculos para potências, temperaturas e quedas de tensão de nosso circuito.

1.1.1 Cáculos Referentes as cargas do 7805.

Icc = 100mA

Vin min = 7.02V

Vin máx = 10.02V

Queda de tensão (Vmáx) = 10.02 – 5 = 5.02V
Queda de tensão (Vmin) = 7.02 – 5 = 2.02V
Potência dissipada no regulador quando Vmáx = 5.02 x 0.1A = 502 mW
Potência dissipada no regulador quando Vmin = 2.02 x 0.1A = 202 mW
Potência na carga = 100mA x 5V = 500mW

Pmin = Vinmin x Icc = 7.02V x 0.1A
Pmáx = Vinmáx x Icc = 10.02V x 0.1A
Rendimento quando potência min = 71.225%

Rendimento quando potência máx = 49%

*Vin min e Vin máx são equivalentes, respectivamente, ao Vcc min e Vcc máx do retificador.

1.1.2 Cáculos Referentes a temperaturas do 7805 

1.2.  Sensor de movimento

1.2.3 555

O 555 é um circuito integrado que pode ser utilizado para diversas funções, sendo as mais comuns temporizador e oscilador. A sua função definida para nosso circuito foi a de temporizador, sendo assim a de modo Monoestável. O motivo de escolha do temporizador é para delimitar o tempo que a lâmpada ficará ligada após a detecção de movimento.

Para iniciarmos os cálculos, estabelecemos que o tempo que a lâmpada ficaria ligada seria de aproximadamente 25 segundos. Vale ressaltar que utilizamos uma temporização que não corresponde à realidade afim de facilitar os testes, obviamente em vias reais a sinalização ocupa uma faixa maior de tempo.