Os 4 circuitos simples de interruptor diurno e noturno ativados por luz explicados aqui podem ser usados para controlar uma carga, normalmente uma lâmpada de 220V, em resposta aos níveis variados de luz ambiente ao redor.
O circuito pode ser usado como um sistema comercial automático de controle de luz de rua, como um controlador de luz de varanda doméstica ou de corredor ou simplesmente pode ser usado por qualquer criança da escola para exibir o recurso em sua exposição na feira escolar. O conteúdo a seguir descreve quatro maneiras simples de fazer um interruptor ativado por luz usando métodos diferentes.
1) Interruptor diurno e noturno ativado por luz usando transistores
O primeiro diagrama mostra como o circuito pode ser configurado usando transistores, o segundo e o terceiro circuitos demonstram o princípio usando CIs CMOS, enquanto o último circuito explica o mesmo conceito sendo implementado usando o onipresente IC 555.
Vamos avaliar os circuitos um a um com os seguintes pontos:
A primeira figura mostra o uso de um par de transistores em associação com alguns outros componentes como resistores para a construção do projeto proposto.
Os transistores são manipulados como inversores, ou seja, quando T1 liga, T2 é desligado e vice-versa.
O transistor T1 é conectado como um comparador e consiste em um LDR em sua base e a alimentação positiva através de um preset.
O LDR é usado para detectar as condições de luz ambiente e é usado para acionar T1 quando o nível de luz cruza um determinado limite definido. Este limite é definido pelo P1 predefinido.
O uso de dois transistores ajuda particularmente a reduzir a histerese do circuito que, de outra forma, afetaria o circuito se apenas um único transistor tivesse sido incorporado.
Quando T1 conduz, T2 é DESLIGADO, assim como o relé e a carga conectada ou a luz.
O oposto acontece quando a luz sobre o LDR cai ou quando a escuridão se instala.
Lista de peças:
- R1, R2, R3 = 4k7 1/4 watt
- VR1 = 10k predefinido
- LDR = qualquer LDR pequeno com cerca de 10k a 50k de resistência à luz do dia (sob sombra)
- C1 = 470uF/25V
- C2 = 10uF/25V
- Todos os diodos = 1N4007
- T1, T2 = BC547
- Relé = 12V, 400 ohms, 5 amp
- Transformador = 0-12V/500mA ou 1 amp
2) Interruptor de dia escuro ativado por luz usando portas CMOS NAND e NÃO portas
A segunda e a terceira figura incorporam CIs CMOS para executar as funções acima e o conceito permanece bastante semelhante. O primeiro circuito dos dois utiliza o IC 4093, que é um IC de porta NAND de duas entradas quádruplas.
Cada uma das portas é formada em inversores por curto-circuito em ambas as entradas, de modo que o nível lógico de entrada das portas agora seja efetivamente revertido nas saídas.
Embora uma única porta NAND seja suficiente para implementar as ações, três portas foram engajadas como buffers para obter melhores resultados e visando a utilização de todas elas, pois em qualquer caso três delas ficariam ociosas.
A porta que é responsável pelo sensoriamento pode ser vista acompanhada com o dispositivo sensor de luz LDR conectado em sua entrada e o positivo através de um resistor variável.
Este resistor variável é usado para definir o ponto de disparo do portão quando a luz que incide sobre o LDR atinge a intensidade especificada desejada.
Quando isso acontece, a entrada da porta fica alta, a saída consequentemente se torna baixa, tornando as saídas das portas do buffer altas. O resultado é o disparo do transistor e do conjunto do relé. A carga conectada sobre o relé agora muda para as ações pretendidas.
As ações acima são replicadas exatamente usando o IC 4049, que também é conectado com configuração semelhante e é bastante explicativo.
Lista de peças
- R1 = Qualquer LDR com resistência de cerca de 10k a 50k à luz do dia (sob sombra)
- P1 = 1M predefinido
- C1 = disco cerâmico de 0,1uF
- R2 = 10k 1/4 watt
- T1 = BC547
- D1 = 1N4007
- Relé = 12V, 400 ohm 5 amp
- ICs = IC 4093 como no primeiro exemplo ou IC 4049 como no segundo exemplo
3) Interruptor de relé ativado por luz usando IC 555
A última figura ilustra como o IC 555 pode ser configurado para executar as respostas acima.
Videoclipe demonstrando a operação prática do circuito de lâmpada automática diurna e noturna com base no IC555 acima
Lista de peças
- R1 = 100k
- R3 = 2m2
- C1 = 0,1uF
- Rl1 = 12V, SPDT,
- D1 = 1N4007,
- N1—-N6 = IC 4049
- N1—-N4 = IC 4093 IC1 = 555
4) Circuito de Lâmpada LED Operado Noturno Automático
Este quarto circuito não é apenas simples, mas muito interessante e muito fácil de construir. Você pode ter visto as novas lanternas fabricadas com novos LEDs de alta eficiência e alto brilho.
A ideia é conseguir algo semelhante, mas com um recurso adicional.
Detalhes de funcionamento
Para tornar nosso circuito operacional após o anoitecer, é empregado um fototransistor, de modo que quando a luz do dia for nula, o LED se acenda.
Para tornar o circuito extremamente compacto, o tipo de bateria de um botão é o preferido aqui, bastante semelhante às usadas em calculadoras, relógios, etc.
Entendendo o diagrama:
Contanto que a luz ambiente ilumine o fototransistor, a tensão em seu terminal emissor é suficientemente alta para que a base do transistor PNP Q1 o mantenha desligado.
No entanto, quando a escuridão se instala, o fototransistor começa a perder a condução e a tensão em seu emissor diminui, fazendo com que o fototransistor desligue lentamente.
Isso faz com que Q1 comece a obter a polarização por meio de seu resistor de base/terra R e ele começa a se iluminar intensamente à medida que a escuridão fica mais profunda.
A fim de controlar o nível de luz ambiente para o qual se deseja que o LED seja ligado, os valores do resistor R podem ser variados até que o nível desejado seja satisfeito. Colocar um potenciômetro pode não ser recomendado, apenas para garantir uma dimensão compacta e elegante da unidade.
O circuito pode consumir aproximadamente 13 mA quando o LED está aceso e apenas algumas centenas de uA quando está desligado.
Operação do Circuito
Lista de materiais para a lâmpada LED operada à noite automática discutida.
– 1 PNP BC557A
– Um fototransistor compatível
– 1 LED branco super brilhante
– 1 bateria 3V moeda
– Um resistor de 1K
RELÉ FOTOELÉTRICO
Você pode encontrar muitas aplicações nas quais a detecção fotoelétrica é empregada para ligar/desligar um circuito. Este circuito simples mostrado abaixo é configurado como um multivibrador biestável.
O resistor de base Q1 é na verdade um fotorresistor com o número ORP12. Na ausência de luz, a resistência do fotorresistor é alta, isso faz com que Q1 conduza e Q2 permaneça desligado. À medida que a luz incidente no fotorresistor OPR12 aumenta, sua resistência cai a um ponto, até que Q1 DESLIGUE e Q2 LIGUE com força, ativando a bobina do relé.
O diodo de roda livre conectado através da bobina do relé é para proteger o transistor dos picos EMF reversos da bobina do relé, e esse diodo pode ser qualquer diodo de silício, como o 1N4148 ou 1N41007.
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FONTE
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