Circuito Detector de Evento com Fototransistor

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INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA – AULA PRÁTICA 4 
EXPERIMENTO: CIRCUITO DETECTOR DE EVENTO 
Objetivo 
 Implementar um circuito que seja capaz de detectar e sinalizar a ocorrência de 
um evento através de um fototransistor. 
Material 
 1 resistor de 240 Ω; 
 1 resistor de 1k Ω; 
 1 resistor de 68k Ω; 
 3 resistores de 10k Ω; 
 2 capacitores de 10u F; 
 2 potenciômetro de 10k Ω; 
 1 fototransistor; 
 1 LED infravermelho; 
 2 AOP LM358; 
 1 Protoboard; 
 1 bateria de 9V ou fonte dc de 9V a 15V; 
 1 multímetro. 
 
DIAGRAMA DO CONVERSOR DC-DC 
A figura 1 ilustra o esquema do circuito que será utilizado converter a tensão de 
entrada de 9V, fornecida pela bateria, para uma tensão de 5V que será utilizada para 
alimentar o circuito. Este circuito é conhecido como regulador linear de tensão e utiliza 
um transistor para absorver o excedente de tensão que não irá para a saída da fonte. 
Em nosso caso, a saída do conversor deverá ser ajustada para fornecer uma tensão de 
5V. Portanto, teremos uma queda de tensão no transistor que é a diferença entre a 
tensão de entrada e a tensão de saída, ou seja, 4V. Quando a tensão de saída estiver 
em 5V a tensão de amostragem, proveniente do circuito divisor de tensão, será igual a 
2,5V. Se a tensão da bateria (tensão de entrada) cair, o circuito de amostragem irá 
detectar este decaimento informando esta ocorrência ao amplificador de erro, que irá 
amplificar a diferença entre a tensão de referência (2,5) e a tensão de amostragem, 
fazendo com que a tensão na saída volte a subir. 
 
Figura 1 
A figura 2 ilustra o circuito detector de luminosidade que emprega um sensor 
LDR e um comparador de tensão. Quando o ambiente estiver iluminado a saída do 
circuito comparador estará em nível alto (+Vsat). Quando o ambiente escurecer (não 
houver incidência de luz no LDR) a tensão na saída do comparador irá para nível baixo 
(GND). A saída do circuito comparador será utilizada para ligar ou desligar o circuito 
astável através do pino 4 (Reset) do CI555. Quando houver luz incidindo sobre o LDR o 
oscilador estará ativado e o LED estará piscando. Na falta de luz o oscilador estará 
desativado e o LED estará desligado. 
 
Figura 2 
 
O amplificador de erro e o circuito comparador exibidos nas figuras 1 e 2 serão 
implementados a partir do CI LM358. A função de cada um dos pinos do circuito 
integrado LM358 utilizado nesta montagem, é ilustrada a partir da figura 2. 
 
Figura 2 
 
PROCEDIMENTO 
1. Utilizar o multímetro para identificar os terminais do transistor TIP31. 
2. Montar e energizar o circuito ilustrado na figura 1 (Vcc = 9V); 
3. Ajustar o potenciômetro até que a tensão de saída (Vout) atinja 5V (utilizar o 
multímetro para medir a tensão de saída); 
4. Calcular a tensão residual no transistor: 
Vce = Vcc − Vout 
5. Medir com o multímetro a tensão entre o coletor e o emissor do transistor (Vce) 
e comparar com o valor encontrado no item 4; 
6. Medir a tensão na base do transistor (Vb). Observar que esta tensão deve estar 
aproximadamente 0,7V acima da tensão de saída Vout; 
7. Desconectar a bateria da entrada do circuito; 
8. Montar o circuito da figura 2(a). Observar que este circuito está sendo 
alimentado com a tensão de 5V proveniente do conversor DC-DC; 
9. Reconectar a bateria de 9V; 
10. Conferir com o multímetro se a tensão de saída do conversor DC-DC está em 5V; 
11. Medir a tensão no LDR (tensão Va) com luz incidindo sobre o mesmo; 
12. Ajustar o potenciômetro até que a tensão de referência na entrada não inversora 
(tensão Vb) fique um pouco acima da tensão proveniente do LDR (tensão Va); 
13. Medir a tensão de saída do comparador com luz incidindo no LDR (a tensão deve 
estar em nível alto, +Vsat); 
14. Medir a tensão de saída do comparador sem luz incidindo no LDR (a tensão deve 
estar em nível baixo, GND); 
15. Desconectar a bateria de 9V; 
16. Montar o circuito da figura 2(b). Observar que este circuito está sendo 
alimentado com a tensão de 5V proveniente do conversor DC-DC; 
17. Reconectar a bateria de 9V; 
18. Testar o funcionamento do circuito astável conectando o pino 4 do CI555 em 
+5V. O LED deve ficar piscando em baixa frequência enquanto o pino 4 estiver 
conectado em +5V. O LED deve ficar desligado se o pino 4 estiver conectado em 
GND; 
19. Calcular a frequência de oscilação através da fórmula: 
 f =
1,44
(Ra + 2Rb)C
 (𝐻𝑧) 
20. Conectar a saída do comparador ao pino 4 do CI555; 
21. Testar o funcionamento do circuito com e sem luz incidindo sobre o LDR;