Relatório Comparador

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO 
FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Circuito Comparador inversor sem histerese e 
com histerese 
RENNER SIQUEIRA FRANÇA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Dr. Saulo Roberto Sodré dos Reis 
 
 
 
 
Cuiabá-MT 
2017 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE 
ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
Circuito Comparador inversor sem histerese e com histerese 
RENNER SIQUEIRA FRANÇA 
 
 
 
 
 
 
Relatório apresentado ao curso de 
engenharia elétrica da Universidade Federal 
de Mato Grosso, como requisito parcial para 
avaliação na disciplina Eletrônica II sobre a 
orientação do Prof. Dr. Saulo Roberto Sodré 
dos Reis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Dr. Saulo Roberto Sodré dos Reis 
 
 
Cuiabá-MT 
2017
1- INTRODUÇÃO TEORICA 
 
Este circuito tem como objetivo a iluminação artificial, porém para obter o sinal elétrico 
referente a luminosidade, será utilizado um dispositivo LDR (light dependent resistor), o qual tem 
a característica de aumentar sua resistência característica quando exposto a menor intensidade de 
luz e reduzi-la quando em condição de maior luminosidade. Para criar-se a tensão de referência 
para a comparação, no circuito do comparador sem histerese, será utilizada a associação em série 
de dois resistores, R1 e R2, conforme mostrado na Figura 1. 
 
Figura 1- Circuito comparador sem histerese 
Para manter a tensão de entrada acima do valor de referência, quando na condição de 
iluminação normal, é utilizado um potenciômetro, Rvar, e com isso, o comparador vai apresentar 
uma tensão de saída igual a -Vsat. Nessa configuração, o transistor permanece em corte, e 
consequentemente o relé mantém-se desarmado. Caso a iluminação diminua e a resistência do 
LDR aumente, levando a tensão na entrada inversora a ser menor que a referência, o comparador 
terá saída +Vsat, polarizando desta forma o transistor e armando o relé. 
Neste caso, como a entrada do AOP assume valores positivos e negativos, devido a 
realimentação positiva, o potenciômetro Rvar deve ter um de seus terminas conectado à 
alimentação negativa, VEE. Para este circuito, as tensões VDS e VDI podem ser calculadas como: 
 
 
 
2- OBJETIVO 
 
Este circuito terá objetivo de acionamento de uma iluminação artificial, baseado na 
luminosidade ambiente. Para tanto, serão executados dois circuitos: um comparador sem histerese 
e um comparador com histerese. 
 
3- MATERIAIS UTILIZADOS: 
 
 1 Amplificador operacional 741; 
 Resistores de 1k ohm; 
 1 dispositivo LDR (light dependent resistor); 
 1 Potenciômetro de 10k ohm; 
 1 Transistor do tipo BC548; 
 1 diodo luminoso ( LED); 
 Resistores de 100 ohm; 
 Fonte DC. 
 
4- PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
COMPARADOR INVERSOR SEM HISTERESE 
1- Medir a resistência do LDR nas duas condições extremas de funcionamento (iluminação 
normal e ausência de iluminação). 
2- De posse destes valores, determinar um valor condizente para o potenciômetro (o ajuste de 
sensibilidade do circuito será mais bem obtido caso o potenciômetro tenha um valor 
próximo da média das resistências do LDR). 
3- Ex: O LDR tem variação de 2kΩ – 32kΩ, logo o potenciômetro melhor ajustável será o 
de (32-2) / 2=15 kΩ. 
4- Verificar a excursão máxima de tensão (valor máximo e valor mínimo) do ramo de divisão 
de tensão da porta inversora (2), alterando a resistência do LDR. 
5- Calcular os resistores do divisor de tensão (R1 e R2) de modo que a tensão na entrada não 
inversora esteja dentro da faixa de variação observada acima no item anterior. 
 
COMPARADOR INVERSOR COM HISTERESE 
 
1- Determinar os valores de R1 e R2 de acordo com as expressões citadas acima. 
2- Lembrar que o intervalo entre VDI e VDS não deve ser muito grande, e que R1 deve 
ser tomado como um valor bem menor que R2. 
3- Verificar as tensões na entrada inversora e não inversora, e verificar o novo 
comportamento do circuito. 
 
5- RESULTADOS 
 
 Com os valores calculados com o auxílio da equação demonstrada no roteiro foi 
simulado o circuito e simultaneamente foi montado na protoboard, o valor de 
potenciômetro usado foi de 10k ohm, uma estimativa aproximada do valor calculado. 
 
 
Simulação do circuito da figura 1: 
 
 
A forma de onda encontrada na simulação foi quadrada para ambos os casos. 
 
Simulação do circuito da figura 2: 
 
 
 
Com o circuito energizado com 12 V, foi deixado o LDR com luminosidade ambiente e o led não 
ascendeu: 
 
 
Posteriormente foi colocado o dispositivo LDR sobre sombra com uma folha branca: 
 
 
 
Foi feito a variação do potenciômetro e colocado o LDR sobre sombra: 
 
 
Foi feito a variação do potenciômetro e colocado o LDR sobre luminosidade ambiente: 
 
 
Valores calculados e medidos para os circuitos com e sem histerese: 
1- Sem histerese: 
 
Rvar Ajustado 
R1 49 ohms 
R2 88 ohms 
 
 
 Led aceso Led apagado 
Tensão na porta 3 1,5 V 0,3 V 
Tensão na porta 2 1,3 V 0,5 V 
 
2- Com histerese: 
R1 35 ohms 
R2 22 ohms 
 
 
 Led aceso Led apagado 
Tensão na porta 3 1,7 V 0,3 V 
Tensão na porta 2 1,5 V 0,4 V 
 
 
6- CONCLUSÃO 
 
Nesta aula de laboratório cujo objetivo era verificar os vários modos de operação do circuito 
integrado 741, vimos como este CI pode ser utilizado com um circuito comparador, ou seja, é um 
circuito que tem em sua saída um sinal resultante da comparação de dois sinais de entrada. Devemos 
ressaltar nesse relatório que as medidas vistas neste relatório estão sujeitas a falhas de medição, no 
entanto o resultado visual com o acendimento no led quando o divisor de tensão positivo era maior 
que o negativo foi nítido.