Princípios de Eletrônica Analógica final

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Princípios de Eletrônica Analógica
Data:21/04/2024
Avaliação Pratica 
INSTRUÇÕES:
· Esta Avaliação contém 1 (uma) questão, totalizando 10 (dez) pontos;
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· Você deve preencher dos dados no Cabeçalho para sua identificação: 
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· As respostas devem ser digitadas abaixo de cada pergunta;
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· Em caso de dúvidas consulte o seu Tutor.
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.
Como o LDR foi colocado no divisor de tensão que gera a referência, então há duas possíveis referências de tensão, primeira quando não há luz incidindo no LDR (R1 = 1MΩ), segunda quando há luz incidindo no componente (R1 = 100Ω). Logo:
Vref(noite) = (15V)(R2)/(R2 + 1 MΩ)
Vref(dia) = (15V) (R2)/(R2 + 100Ω)
Devemos dimensionar R2 e vin para que, à noite a saída do comparador seja +13V e, de dia, 0V. Assim:
Vref(dia) > vin > Vref(noite)
A tensão de entrada terá seu valor maior que o da tensão à noite, e menor que a tensão 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.
A tensão de entrada pode ser obtida a partir de um divisor 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:
Vref(noite) = (15V)(1 MΩ)/(1 MΩ + R1)
Vref(dia) = (15V) (100Ω)/(100Ω + R1)
A incoerência da tensão de entrada se mantém a mesma:
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 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 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.
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