Princípios de Eletrônica Analógica

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Princípios de Eletrônica Analógica
Avaliação Pratica 
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O LDR é um dispositivo que tem sua resistência alterada de acordo com a intensidade luminosa que incide sobre ele. Sua resistência, quando há pouca incidência de luz, é na ordem de grandeza de 1MΩ e, quando iluminado, 100Ω.
Você trabalha com projetos de instalações elétricas e seu cliente quer um sistema inteligente que ative a iluminação externa de sua residência quando chegar o anoitecer, entretanto, não quer um sistema muito caro. Considere que o LDR está sendo usado no lugar do resistor R1. Você dispõe de resistores de 10kΩ, 1MΩ e 10MΩ.
Qual deve ser a tensão de entrada para que o comportamento do circuito seja o esperado? Todos os resistores disponíveis são adequados? Se o LDR estivesse no lugar de R2, o comportamento seria o mesmo? Justifique todos os questionamentos.
Atenção: suponha que o amplificador operacional seja alimentado com VCC = +15V e VEE = 0V, em que sua tensão de saturação positiva é +13V e a tensão de saturação negativa é 0V. Na saída do amplificador operacional, está ligada a bobina de um relé que pode ser acionado com tensões entre 10V e 24V. Considere que a fonte de alimentação é perfeitamente CC.
Nesse tipo de comparador, quando a tensão de entrada for maior que a tensão de referência positiva, a saída saturará positivamente (13V) e, quando a tensão de entrada for menor que a tensão de referência, a saída será 0V.
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Vref(dia) > vin > Vref(noite)
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Como o LDR foi colocado no divisor de tensão que gera a referência, existem, então, duas possíveis referências de tensão, uma quando não há luz incidindo no LDR (R1 = 1MΩ), e outra quando há luz incidindo no componente (R1 = 100Ω). Logo:
Vref(noite) = (15V)(R2)/(R2 + 1 MΩ)
Vref(dia) = (15V) (R2)/(R2 + 100Ω)
Deve-se, então, dimensionar R2 e vin de forma que obedeça à seguinte inequação para que, à noite, a saída do comparador seja +13V e, de dia, 0V. Assim: 
Vref(dia) > vin > Vref(noite)
A seguinte tabela mostra os valores das referências para o dia e para a noite, utilizando todos os resistores disponibilizados.
	
	R1 R2
	10KΩ
	1MΩ
	10MΩ
	Vref (noite)
	1MΩ
	0,15V
	7,50V
	13,64V
	Vref (dia)
	100Ω
	14,85V
	15,00V
	15,00V
Assim, a tensão de entrada deve ter seu valor maior que o da tensão de referência à noite, e menor que a tensão de referência do dia. O único caso em que pode haver algum problema é se for utilizado o resistor R2 = 10MΩ, pois a faixa de possibilidades para o vin é menor que nos demais casos, sendo, assim, o resistor menos recomendado. A tensão de entrada pode ser obtida a partir de um divisor de tensão da tensão de alimentação positiva do amplificador operacional.
Caso o LDR seja colocado no lugar do resistor R2, os valores das tensões de referência seriam dados, então, pelas equações: 
Vref(noite) = (15V)(1 MΩ)/(1 MΩ + R1)
Vref(dia) = (15V) (100Ω)/(100Ω + R1)
A inequação da tensão de entrada se mantém a mesma. A mesma tabela pode, então, ser feita para esse caso:
	
	R2 R1
	10KΩ
	1MΩ
	10MΩ
	Vref (noite)
	1MΩ
	14,85V
	7,50V
	1,36V
	Vref (dia)
	100Ω
	0,15V
	0,00V
	0,00V
Como a tensão de entrada deve ter seu valor maior que o da tensão de referência à noite e menor que a tensão de referência do dia, é impossível, nesse caso, escolher um único valor para a tensão de entrada. Na configuração da figura, seria inviável sua realização sem complexos circuitos que alterariam a referência de acordo com o LDR. Seria viável no caso de utilizar um circuito comparador inversor, no qual a tensão de entrada deveria ser maior que a do dia e menor que a da noite. Como a fonte de alimentação é perfeitamente CC, o capacitor de desvio (CBY) pode ser desconsiderado.