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Relé Programável de Luz (ART1945)

Este circuito faz com que um relé feche seus contatos apenas numa faixa determinada de intensidades de luz incidente sobre o sensor. Podemos usá-lo tanto para detectar o excesso de iluminação como a falta dela num local. Com um ajuste apropriado podemos empregá-lo como detector para o nível de luz numa câmara de secagem, exposição de filmes ou em outras aplicações.

Este circuito é baseado em dois comparadores de tensão dos quatro disponíveis num circuito integrado CA139, 239 ou 339.

Os dois comparadores são ligados como um discriminador de janela com abertura controlada externamente , e além disso temos um controle de sensibilidade que posiciona esta janela na faixa de iluminações desejada, conforme sugere a figura 1.

 

   Figura 1 – Comportamento do circuito
Figura 1 – Comportamento do circuito

 

O relé sugerido é para 2 A, mas podemos trocá-lo por um outro se precisarmos controlar cargas maiores, de até 10 A.

A alimentação é feita com tensões de 6 V ou 12 V, conforme o relé usado e também a aplicação. Como sensor, qualquer LDR comum pode ser usado.

A grande sensibilidade do circuito permite sua operação com intensidades de luz muito pequenas, o que facilita sua utilização como alarme.

Na condição em que o relé se encontra desarmado, o consumo de corrente do aparelho é muito baixo.

 

Características:

-Tensão de alimentação: 6 V a 12 V

-Corrente com o relé disparado: 100 mA (12 V)

- Corrente de repouso: 10 mA (tip)

 

COMO FUNCIONA

Os dois comparadores de tensão usados no projeto são ligados de modo a formar um comparador de janela. O diagrama completo do aparelho é dado na figura 2.

 

Figura 2 – Diagrama completo do aparelho
Figura 2 – Diagrama completo do aparelho

 

 

Neste circuito temos duas tensões de referência, estabelecidas nos comparadores por meio de rede divisora formada por R1, P2 e por R2.

P2 permite que a separação entre as tensões de referência seja ajustada entre 0 e um máximo bem próximo da tensão de alimentação. Este ajuste vai influir na largura da “janela" do comparador.

O sinal do sensor é aplicado nas outras duas entradas, que correspondem aos pinos 4 e 7. Observe que uma entrada é inversora e a outra é não inversora.

O LDR mais um potenciômetro (P1) de controle de sensibilidade formam o circuito de entrada. Neste circuito a tensão aumenta quando a intensidade de luz no LDR também aumenta.

Partindo então de uma condição de pouca iluminação no LDR temos uma tensão baixa de entrada no comparador. Se esta tensão for menor que a referência no pino 5 e também menor que a referência no pino 6, as tensões nas saídas dos comparadores serão positivas e o transistor ,será saturado no sentido de fechar os contatos do relé.

Se a tensão de entrada for intermediária entre os valores de referência então a saída será tal que teremos o corte do transistor. Isso vai correr até que o nível do sinal de entrada supere a referência no pino 6

Quando isso ocorrer, novamente as saídas serão tais que o transistor vai saturação e o relé é novamente energizado. Uma faixa "negativa" de atuação pode ser obtida trocando-se de posição o LDR com P1.

A alimentação do circuito pode ser feita com uma fonte como a mostrada na figura 3.

 

   Figura 3 – Fonte para o circuito
Figura 3 – Fonte para o circuito

 

 

O transformador tem secundário de 9+9 V com 250 mA ou mais, e os todos podem ser 1N4002, 1N4004 ou equivalentes. O circuito integrado regulador de tensão não precisa de radiador de calor.

 

MONTAGEM

Na figura 4 temos a placa de circuito impresso.

 

Figura 4 – Placa para a montagem
Figura 4 – Placa para a montagem

 

Sugerimos a utilização de soquete para o integrado e também para o relé.

Os outros dois comparadores do circuito integrado podem ser usados com outra finalidade como, por exemplo, um oscilador de áudio modulado para um sistema de aviso.

O transistor admite equivalente, e o LDR pode ser de qualquer tipo redondo comum.

Se o fio de conexão ao LDR for longo deve ser blindado para que seja evitado o acionamento errático pela captação de zumbidos.

 

PROVA E USO

Basta variar a intensidade de luz sobre o LDR e ajustar tanto P1 quanto P2 para ter o acionamento do relé na faixa indicada.

Para um acionamento "invertido" também podemos usar um transistor na ativação do relé, conforme mostra a figura 5.

 

Figura 5 – Acionamento invertido
Figura 5 – Acionamento invertido

 

 

CI-1 LM139, 239 ou 339 – Comparador

Q1 – BC548 – transistor NPN de uso geral

D1 – 1N4148 – diodo de uso geral

R1, R2 - 22 k ohms x1/8 W – resistor

R3 – 12 k ohms x 1/8 W – resistor

R4 – 1 k ohms x 1/8 W – resistor

P1, P2 – 1 M ohms – potenciômetros

C1 – 100 uF – eletrolítico

K1 – Relé de 6 ou 12 V sensível

 

Diversos:

Placa de circuito impresso, caixa para a montagem, fonte de alimentação, fios, solda, etc.

 

 

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