ENGENHARIA ELÉTRICA 2011: setembro 2013

domingo, 29 de setembro de 2013

APLICAÇÕES

Transistor como chave

A forma mais simples de se usar um transistor é como uma chave, significando uma operação na saturação ou no corte e em nenhum outro lugar ao longo da reta de carga.

Quando o transistor está saturado, é como se houvesse uma chave fechada do coletor para o emissor, o transistor cortado é como uma chave aberta.

Definição de corte e saturação

Corte é conhecido como ponto onde a reta de carga intercepta a curva IB=0. Nesse ponto a corrente de base é zero e a corrente do coletor é muito pequena (ICEQ).

Saturação é o ponto onde existe a interseção da reta de carga e a curva IB=IB(SAT). Nesse ponto a corrente de coletor é máxima.

Divisor de tensão

Um Divisor de Tensão é uma técnica utilizada para criar uma Tensão V_out que é proporcional a outra Tensão V_in. O Divisor de Tensão, cuja Resistência é variável, é designado por Potenciômetro.

A Figura 2 é um circuito que explica o princípio de um Potenciômetro. Uma Resistência R é dividida, pelo Contacto Deslizante, em duas Resistências, R₁ e R₂, que estão ligadas em Paralelo, respectivamente, às duas Lâmpadas Elétricas, B1 e B2. Os dois circuitos em Paralelo estão por sua vez ligados em Série com a Fonte de Alimentação de Tensão V.

Comparador de tensão LM339

Os comparadores de tensão encontram uma ampla gama de aplicações em controles, alarmes, sensores e muitos outros circuitos.O LM339 é usados em uma grande variedade de equipamentos excluindo amplificadores operacionais, que podem facilmente ser implementado como comparador. Um comparador de tensão nada mais é do que um amplificador operacional de alto ganho ligado de forma a comparar uma tensão de entrada com uma tensão de referência.

A saída estará no nível alto ou baixo, conforme a tensão de entrada for maior ou menor que a tensão de referência.

segunda-feira, 23 de setembro de 2013

FUNCIONAMENTO DO CIRCUITO

Todo o funcionamento do controlador de temperatura tratado neste trabalho tem como base o sensor LM35, um sensor de temperatura muito simples e fácil de ser utilizado.

Esse sensor apresenta apenas três terminais, sendo dois para alimentação, e um terceiro onde se obtém a saída do sinal da leitura de temperatura em que o componente esta exposto.

Uma das grandes vantagens, e o que facilita muito o uso desse sensor, é o fato dele apresentar a saída linear já em Celsius, na qual cada 10mV representa 1ºC.

Como em nosso circuito não julgamos necessário a leitura de temperaturas negativas, dispensamos o uso de fontes simétricas, e utilizamos uma fonte simples de +12V.

Feitas as ligações obtivemos o seguinte resultado:

Com o LM35 fazendo a leitura de forma correta, foi elaborada uma “escala” com 4 comparadores de tensão (LM339) com led’s ligados em suas saídas, com intuito de mostrar a temperatura.

Para criação desses comparadores primeiro foi necessário determinar as temperaturas desejadas para nossa aplicação: 10 ºC, 30 ºC, 50 ºC, e 65.

Para a construção do primeiro comparador, foi conectada a saída do sensor de temperatura a porta não inversora de um dos AMP OP do LM339 (lembrando que este CI é constituído de 4 comparadores). Posteriormente, foi feito um divisor de tensão para que se obtivesse 100 mV na porta inversora, sinal que é utilizado como referência. Para terminar as configurações deste amplificador foi utilizado resistor de realimentação.

Quando a temperatura atinge 10 ºC, a entrada não inversora irá apresentar valor igual ao sinal de referência, e em consequência o comparador irá comutar sua saída de 0 V para + VCC.

O sinal de saída foi utilizado para “chavear” um LED através de um transistor NPN (BC547), já que este sinal produz uma corrente de base, que satura o transistor, e esse passa a conduzir do coletor para o emissor.

Os outros comparadores foram construídos através deste mesmo principio, variando apenas os divisores de tensão para que fossem adequados as temperaturas almejadas.

Apesar de ter apenas quatro níveis de indicação de temperatura neste projeto, isso pode ser facilmente expandido, basta apenas inserir mais comparadores configurados de forma que “captem” as tensões equivalentes as temperaturas desejadas.

O controle de temperatura é feito através de um rele, que quando em seu estado natural energiza uma resistência responsável pelo aquecimento do ambiente.

No entanto, quando a temperatura atinge 50 ºC, além de ser acionado o led que representa essa grandeza, é também acionado um transistor que passa a conduzir e energiza a bobina do rele, e esse por sua vez comuta seus contatos, e deixa de energizar a resistência, e passa a alimentar um ventilador.