Projeto basica by 6dAir6J

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									Universidade Federal do Espírito Santo
 Eletrônica Básica II - Engenharia Elétrica


        Anthony Chiaratti – 6ª Período


  Projeto de Eletrônica – Sensor de luminosidade.

       Prof. Dr. Teodiano Freire Bastos Filho
Introdução.
     O projeto apresentado a seguir é uma complementação de um projeto
anteriormente apresentado, utilizando agora um sensor de luz, enquanto no
passado utilizávamos um sensor de temperatura.
     O principio de funcionamento é similar, quando o sensor estiver exposto à
luz não é acessa nenhuma luz, com a claridade diminuindo de intensidade é
acessa a primeira lâmpada, seqüencialmente a segunda e terceira lâmpadas
são acessas de acordo com a diminuição da intensidade luminosa.
    O efeito criado é conhecido como torre luminosa e foi usada em alguns
grandes monumentos mundo à fora.
    Análise e cálculos do circuito.




     O circuito é ativado através da passagem de tensão pelo DIAC, que ativa o
gate do TRIAC, esse por sua vez permite a passagem da fase terra do circuito
(como na referencia mostrada acima). Como essa passagem pode ser calibrada
através da uma maior tensão no gate, variamos a resistência do LDR para
aumentar o valor no divisor de tensão.
     A variação do LDR é de 1k para luz intensa e de cerca de 70k para
escuridão total, assim podemos calibrar o potenciômetro a fim de que o circuito
seja acionado corretamente, ajustado para a intensidade luminosa de disparo.
     Os capacitores utilizados são filtros utilizados a fim de evitar oscilações do
circuito ou interferência da rede no circuito.
     As resistências em serie com as lâmpadas são as responsáveis pelo efeito
torre citado na introdução. Elas fazem com que as lâmpadas sejam acesas em
diferentes momentos. É relevante lembrar que essas resistências são
dimensionadas para dissipar alta potência, e foram escolhidas da mesma
grandeza das lâmpadas que são de 15W.
    A fonte senoidal utilizada é a rede elétrica comum utilizando um sinal de
fase-neutro (127V).
    Por ultimo as resistências em série com o LDR e o potenciômetro são de
segurança (limitadores de corrente). E são dimensionados de acordo com a
potência que irão dissipar.


Simulação.
    Antes da montagem do circuito, e de poder do software SwCAD III,
simulamos o circuito resultante do projeto. O circuito abaixo mostra o circuito
posteriormente montado.
     Com o potenciômetro previamente ajustado para estar de acordo com a
necessidade do circuito (é relevante citar que cada ambiente tem um ajuste
diferente, assim o valor pode destoar um pouco na montagem real) assim não
ativa o DIAC e conseqüentemente o TRIAC não deixa passar a fase, as
correntes nas lâmpadas não são capazes de acender as lâmpadas.




     Variamos a intensidade luminosa em cima do LDR, fazendo com que ele
aumente o valor de sua resistência e assim aplicando maior tensão no DIAC.
     Notamos uma corrente estreita, o que significa um baixo valor eficaz. O
valor do LDR foi simulado em 10k.
    As correntes Ir4, Ir5 e Ir6 são respectivamente da maior para a menor
amplitude. Agora sim notamos que Ir4 é capaz de acender uma lâmpada, mais
as correntes Ir5 e Ir6 não conseguem acender, pois seu valor eficaz ainda é
muito baixo.
    Assim variamos a resistência do LDR até a segunda lâmpada seja capaz
de acender e em seguida a terceira, formando assim o efeito deseja. Alguns
outros valores foram simulados, tais como:


    LDR = 20k.




    LDR = 50k (caso final)




    Notamos o aumento da área da onda de corrente, assim temos os
acionamentos e a mudança de intensidade luminosa de cada lâmpada.
    Partindo desses pré supostos iniciamos a montagem do mesmo circuito no
protoboard.

Compra dos materiais.
    Os materiais utilizados foram adquiridos em uma loja de eletrônica sob os
seguintes preços:
    Diac DB3                    R$ 0,45
    Pot 100k                    R$ 3,00
    Tic 226                   R$ 5,95
    Capacitor 100nF           R$ 0,95
    Capacitor 22nF            R$ 0,30
    Resistores de 1/4W        R$ 0,20
    Sensor LDR                R$ 2,90


    Foram utilizados alguns materiais do laboratório do departamento de
engenharia elétrica da universidade.


Dados relevantes sobre os componentes:
Diac DB3:            V de ativação: 35 Volts
Pot 100K             Resistência mínima 0 Ohms (curto-circuito)
                     Resistência máxima 98k Ohms
Resistor 12k         Resistência: 10,9k Ohms
Tic 226              V de ativação no gate 2 Volts
Capacitores 100nF    Capacitância 97,13nF e 102,3nF
                     Tensão máxima nos terminais 650V (nominal)
Capacitor 22nF       Capacitância 19,9nF
                     Tensão máxima nos terminais 650V (nominal)
Resistor 180 Ohms    Resistência: 179 Ohms
Resistor 39 Ohms     Resistência 40,1 Ohms
Resistor 560 Ohms    Resistência: 560 Ohms
Sensor LDR           Resistência mínima: 1K Ohms
                     Resistência máxima: 60K Ohms


Procedimento de testes:
   A montagem foi realizada utilizando-se de um protoboard, equipamentos de
medição (Multímetros), e os componentes comprados em lojas de eletrônica.
     O circuito foi montado seguindo o esquema mostrado no inicio do relatório,
após a montagem e regulação do circuito, que não ofereceu maiores problemas
pois é idêntico ao primeiro projeto montado nessa disciplina, apresentamos o
projeto ao professor.

Apresentação do circuito
    O circuito foi apresentado ao professor, funcionando em perfeitas
condições, alimentado pelos terminais F e N na rede 127V senoidal com
freqüência de 60Hz, distribuição residencial comumente encontrada.
    A apresentação foi realizada em um protoboard e uma placa com as 3
lâmpadas conectadas de acordo com o esquema que já fora apresentado.
     Após a apresentação o professor recolheu os materiais utilizados, com
exceções das lâmpadas,” jumps” e do protoboard.


Tempo:
    Entre a simulação, testes preliminares e montagem do circuito,
apresentação ao professor e confecção do relatório referido foram utilizados em
torno de quatro dias, é muito menor que ao gasto no projeto anterior por fatores
simples, tais como o anterior conhecimento do circuito e a não confecção da
placa de cobre.
     O circuito foi estudado a fim de podermos, antes da realização de testes,
saber se seria viável e/ou funcional, a partir desse ponto fizemos o
procedimento de simulação, a qual deu origem a todos os gráficos
apresentados e aos valores base dos resistores utilizados na montagem do
circuito.


Problemas encontrados
    Na montagem do circuito foram encontrados alguns problemas referentes a
componentes, após a análise e testes dos principais componentes, verificamos
que o DIAC DB3 conduzia para qualquer valor de tensão aplicada em seus
terminais. Após a substituição um fio “jump” soltou do cátodo do TRIAC,
remontamos o circuito, e podemos assim regulá-lo e verificar seu bom
funcionamento.
    Outro problema encontrado foi o dimensionamento das resistências de
potencia, pois estávamos presos a valores comercia, para a resistência de 219
Ohms utilizada, montamos dois resistores série nos valores nominais de 180 e
39 Ohms.
     Ainda tivemos dificuldades com a colocação das lâmpadas no protoboard,
resolvida com uma “emenda” do fio grosso com “jumps” para aplicação no
circuito.
Conclusão:
     Podemos a partir de um circuito base ter varias funções de acionamento e
regulagem de potencia em cima de dispositivos, trocando apenas sensores e
algumas resistências.
     Além disso obtemos efeitos interessantes, utilizados em grandes
edificações, esses circuitos se configuram de baixo custo, e são vendidos
comercialmente.
     Outros sensores podem ser utilizados a exemplo temos os sensores
sonoros (ultra-som) dentre outros. Além disso o projeto nos trouxe uma grande
gama de conhecimento sobre os componentes e analise de circuito que os
contém, devido às inúmeras falhas ocorridas por erros de montagem ou por
falha dos componentes.
     Por final fazemos um balanço positivo da atividade extraclasse proposta, na
qual foi promovido o conhecimento, ajuda mútuo ente alunos, maior
compreensão das aulas teóricas dentre todas outras vantagens.

								
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