Experimento LDR

Prévia do material em texto

Pontifícia Universidade Católica de Campinas
 Centro de Ciências Exatas, Ambientais e de Tecnologia
Faculdade de Engenharia Civil
LDR (Light Dependent Resistor)
Alunos: Igor Magalhães RA: 13059258
		Kevin Mazzini RA: 13192181
		Lucas Urtaran RA: 13179569
Mariana Gomes RA: 13080791
Mariana Massuda RA: 13111612
 
Obs.: Trabalho realizado em conjunto com outro grupo (um dos integrantes se chama SERGIO, MORATORI FILHO RA: 13122072)
Campinas, 17 de Setembro de 2014
Sumário
Introdução ............................................................................................. 03
Objetivo ................................................................................................. 04
Descrição dos equipamentos ................................................................ 05
Equipamentos de medição .......................................................... 05
Procedimento experimental .................................................................. 08
Análise dos resultados ...........................................................................09
Conclusão ..............................................................................................11
Referências ............................................................................................12
Introdução
No experimento, buscou-se medir e posteriormente encontrar uma expressão matemática que definisse a resistência de um LDR. (Light Dependent Resistor) 
Este equipamento é baseado no efeito fotoelétrico, isto é possui propriedade de que à medida que a energia luminosa é posta sobre ele (quando exposto ao sol, por exemplo), passa a ter uma resistência menor, já que passa a ter elétrons livres devido à luz incidente. (GHELLERE, 2014). Esse dispositivo informa não somente se há luz ou não sobre ele, mas também o quanto de luz há sobre ele, isto é, pequenas variações na intensidade da luz provocarão pequenas variações na resistência, permitindo saber quanto de luz há sobre o LDR. (MOTA e SANTANA, 2012)
Assim, sua resistência age de forma inversamente proporcional à quantidade de energia luminosa que incide sobre o mesmo, ou seja, quanto maior a quantidade de luz, menor será a resistência oferecida pelo LDR e vice-versa. 
	Feito de material semicondutor, (sulfeto de cádmio ou sulfeto de chumbo), o qual apresenta uma conexão do material fotossensível com os terminais, com uma pequena camada exposta à luz externa. (UFRJ, 2014). Apresentam a característica de serem, normalmente isolantes, mas por alguma ação externa, como temperatura ou iluminação, passar a conduzir corrente elétrica, o qual apresenta uma conexão do material fotossensível com os terminais, com uma pequena camada exposta à luz externa. (GHELLERE, 2014)
	O LDR pode ser utilizado para controle automático para portas, nas fotocélulas que controlam o acendimento de postes de iluminação, em alarmes, entre outros. (ROBOLIVRE, 2012)
	Sendo assim, neste relatório irá ser apresentando o resultado do teste de resistência com o LDR, de acordo com a intensidade de luz que incidiu sobre ele, conforme as várias distâncias impostas (obtêm-se 30 dados) entre a fonte de luz e o LDR e posteriormente calculam-se os erros dos equipamentos quanto o dos dados obtidos.
Objetivo
Mostrar o comportamento do LDR, de acordo com a energia luminosa que incide sobre a mesma, variando conforme a distância aumenta ou diminui, para então equacionar a relação da resistência dada pelo LDR com a distância entre ele e a fonte luminosa.
 Descrição dos equipamentos
3.1 Equipamentos de medição
Para o experimento foram utilizados os seguintes equipamentos:
 Figura 3.1.1 - Fonte de Tensão.
As fontes de tensão (figura 3.1.1) são fornecedores de determinados valores de tensão e de corrente. No experimento foi utilizado apenas a função fonte de tensão.
 Figura 3.1.2 – Multímetro.
O multímetro é um equipamento empregado para realizar a medição de diversas grandezas elétricas. No experimento foi utilizado para a medição da resistência do circuito.
 Figura 3.1.3 – Fonte de luz.
Fonte de luz é utilizada para a emissão concentrada de luz em um ponto especifico determinado.
 
 Figura 3.1.4 – LDR. Figura 3.1.5 – Suporte do LDR.
LDR (Light Dependent Resistor), apresentado na figura 3.1.4, é um componente eletrônico que possui uma resistência variável de acordo com a quantidade de luz incidente sobre ele. Para a realização do experimento foi necessário colocar o LDR em um suporte (Figura 3.1.5) para que fossem feitas medições com várias distâncias entre o LDR e a fonte de luz.
 
Figura 3.1.6 – Cabos elétricos.
Para a conexão dos equipamentos foram utilizados quatro cabos elétricos do modelo banana/banana e banana/jacaré (figura 3.1.6), tais cabos são flexíveis e revestidos com um material isolante.
Figura 3.1.7 – Trilho com marcação métrica.
O trilho com marcação métrica (Figura 3.1.7) é onde se encaixa o suporte do LDR (de forma que ele se desloca ao longo do trilho) e o suporte da fonte de luz em uma extremidade. Com a marcação métrica é possível analisar as distâncias entre os dois objetos sob o trilho.
Procedimento experimental
Inicialmente com todos os equipamentos desligados, é encaixada a lanterna didática e o LDR no trilho métrico, conectado os cabos a fonte de tensão para alimentar a lanterna didática, e na outra ponta conectamos os cabos ao multímetro e ao LDR fixado na trilha métrica, para medição da resistência. Após instalação dos equipamentos, deslocamos o LDR a uma distância de 5 centímetros da lanterna didática para início da medição da resistência, para cada dado coletado deve ser acrescentada uma distância entre o LDR e a fonte de luz didática, a partir desta ação foi possível perceber que ao aumentarmos a distância entre o LDR e a Fonte de luz que com a menor incidência de luz ocorrera aumento da resistência no LDR, foram coletados 30 dados para realização dos cálculos.
Análise dos resultados
Na tabela estão apresentados os dados das resistências do LDR:
	LDR
	 
	d (mm)
	R (Ω)
	
	d (mm)
	R (Ω)
	1
	200
	1,05
	15
	340
	1,53
	2
	210
	1,08
	16
	370
	1,68
	3
	220
	1,13
	17
	380
	1,7
	4
	230
	1,19
	18
	390
	1,74
	5
	240
	1,21
	19
	400
	1,79
	6
	250
	1,24
	20
	410
	1,86
	7
	260
	1,28
	21
	420
	1,89
	8
	270
	1,3
	22
	430
	1,93
	9
	280
	1,32
	23
	440
	1,97
	10
	290
	1,35
	24
	450
	2,02
	11
	300
	1,4
	25
	460
	2,03
	12
	310
	1,43
	26
	470
	2,08
	13
	320
	1,46
	27
	480
	2,09
	14
	330
	1,49
	28
	490
	2,13
 
Segundo a tabela a resistência aumenta conforme distanciamos o resistor (LDR) da fonte de luz.
Nas figuras 5.1 e 5.2 estão as funções utilizadas na linearização dos pontos obtidos a partir dos dados do LDR:
 
 
 Figura 5.1 Figura 5.2 
 
Através destas funções pode-se obter a equação da reta utilizada na linearização, apresentada no gráfico da figura 5.3.
Na figura 5.3 está o gráfico da linearização dos pontos obtidos em laboratório:Figura 5.3
Foi feita a linearização de 5 em 5 pontos:
1 – 5: 97,94% dos pontos são justificados pela reta.
6 – 10: 98,02% dos pontos são justificados pela reta.
11 – 15: 99,74% dos pontos são justificados pela reta.
16 – 20: 97,82% dos pontos são justificados pela reta.
21 – 25: 97,56% dos pontos são justificados pela reta.
26 – 30: 95,64% dos pontos são justificados pela reta.
 Figura 5.5
Quando linearizamos todos os pontos juntos obtivemos uma função que justifica 99,45% dos pontos.
Conclusão
Como o esperado do LDR, a relação da Resistência com a incidência de luz, é inversamente proporcional, ou seja, quando mais luz, menor é a resistência. No experimento controlamos a incidência de luz através da distância do LDR à fonte de luz e ao cruzar os dados obtidos, obtivemos a formula (y=0,668e^0,0024x) que justifica (99,45%) dos dados convertido em pontos no plano criado. 
Com essa propriedade, conclui-se que pode utilizar o LDR em sistemas elétricos que necessitam “saber” a luminosidade ambiente, como por exemplo: o poste de luz que liga automaticamente após a luminosidade se tornar insuficiente. 
Referências
URFJ. Acervo da biblioteca. Disponível em: <http://www.gta.ufrj.br/grad/01_1/contador555/ldr.htm>. Acessado em 18/09/2014.
ROBOLIVRE. Acervo da biblioteca. Disponível em: <http://robolivre.org/conteudo/ldr-resistor-dependente-de-luz>. Acessado em 18/09/2014.
GHELLERE, Guilherme. LDR-LIGHT DEPENDENT RESISTOR: RESISTOR VARIÁVEL DE ACORDO COM INCIDÊNCIA DE LUZ. MATERIAIS ELÉTRICOS: COMPÊNDIO DE TRABALHOS VOLUME 7, p. 757.
MOTA, Fábio Alexandre; SANTANA, Genilson Pereira. “Scientia Amazônia”. Amazonas, v.1, n. 2, p. 23-27, 2012).