Atividade - Aplicações de Filtros e Amplificadores - FMU

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Escola de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia da Informação
SINAIS E SISTEMAS 
Aplicação de filtros e amplificadores 
NOME 
Henrique Matheus Alves Pereira 
R.A. 
8486961 
CURSO 
Engenharia Elétrica 
TURMA 
127206A16 
henrique.map@outlook.com 
 Escola de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia da Informação - EAETI 
FMU – Faculdades Metropolitanas Unidas | Laureate International Universities® 
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Prof. Vinicius Vono Peruzzi 
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CIRCUITO DE UM SENSOR DE OBSTÁCULO 
A imagem abaixo representa o circuito interno de um módulo de sensor de obstáculo 
para Arduino. No entanto, neste estudo não foi utilizado o Arduino, mas sim a análise do 
circuito em sua construção eletrônica. 
O IR LED está posicionado próximo ao Foto-diodo, de forma que se algum objeto passar 
perto do primeiro, a luz que ele emite será refletida ao segundo. O Foto-diodo, ao 
receber a incidência de luz, se comportará como um gerador de tensão, de modo que a 
corrente que chega ao pino 3 (+) do amplificador LM358M será somada a corrente que já 
vinha do resistor R2.
O pino 2 do amplificador recebe a corrente de saída do terminal central do potenciômetro 
R3, e essa corrente sofre ação da variação da resistência do mesmo componente, e a 
consequência disso é o controle de sensibilidade que o amplificador terá ao receber a 
corrente do Foto-diodo. Essa sensibilidade é inversamente proporcional ao valor da 
resistência definida no potenciômetro. 
O controle de tensão do potenciômetro é alimentado em 5 Vcc, para que a tensão de 
saída esteja dentro desse valor, de 0 a 5 Volts.
A intensidade de luz do LED na saída do amplificador será controlada conforme a 
quantidade de luz que for recebida pelo Foto-diodo, no sentido de que, se receber muita 
incidência de luz, a corrente no pino 3 tenderá a ser máxima, e ao passar pelo 
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amplificador, receberá ação do ganho. Consequentemente, o LED acenderá com uma 
maior intensidade de luz. 
Se o Foto-diodo receber pouca incidência de luz, o LED na saída tenderá uma 
intensidade de luz pequena.
Simulação do Circuito do Sensor de Obstáculo 
O circuito foi simulado no TinkerCAD para comprovação da análise. 
Foi necessário utilizar dois amplificadores operacionais 741 para substituir o modelo 
original, que era o LM358M. Isso porque a plataforma online não tinha outro modelo de 
amplificador. No entanto, no Datasheet do amplificador LM358M são exemplificadas as 
ligações internas, das quais constituem a união de dois amplificadores. Assim, foi 
possível realizar essa adequação. Confira a seguir.
• LM538M
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm358-n.pdf 

• LM741 
 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf 
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https://www.tinkercad.com
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm358-n.pdf
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf
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A seguir, serão mostrados printscreens das simulações.
*Acho que o software estava com algum problema, porque o potenciômetro havia sido 
configurado para 10k .
Ω
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IMAGEM 1 - MONTAGEM DO CIRCUITO
IMAGEM 2 - MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA IMAGEM 3 - MEDIÇÃO DE CORRENTE
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Conforme a imagem 2 mostra, a corrente 
do circuito é igual a 21,1mA, quando o 
Foto-diodo não recebe incidência de luz. 
Já na imagem 4, podemos ver que, a 
máxima corrente do circuito é igual a 
34,5mA, quando o Foto-diodo recebe a 
máxima incidência de luz.
Isso comprova o comportamento do Foto-
d iodo como ge rado r de t ensão , 
juntamente com o ganho de corrente 
aplicado na saída do “amplificador 
combinado”, que precisamos utilizar neste caso. Outro ponto importante, é que a tensão 
máxima na saída é igual a 4,01 Volts. Ou seja, está dentro do valor de tensão controlada 
do amplificador. 
FILTRO PASSA FAIXA 
O circuito ao lado foi simulado no 
MultiSim, como exemplo de um circuito 
Passa Faixa. A seguir serão mostradas as 
medições na saída, para as frequências 
de 60Hz, 6kHz e 75kHz, respectivamente.
Note que os gráficos seguem o padrão 
das cores de medições, conforme 
indicado na imagem 5.
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IMAGEM 4 - MEDIÇÃO DE TENSÃO 
IMAGEM 6 - 60HZ IMAGEM 7 - 6KHZ IMAGEM 8 - 75KHZ
IMAGEM 5 - EXEMPLO DE PASSA FAIXA 
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No site edgefx.us (A Brief Explanation of Bandpass Filters), cita-se como exemplo a 
aplicação desse tipo de circuito, a utilização no circuito interno da tecnologia de sensores 
LIDAR. 
A tecnologia LIDAR pode ser empregada em plataformas móveis ou fixas. O sistema a 
laser mais utilizado para a obtenção de informações espaciais, produzindo Modelos 
Digitais do Terreno e da Superfície, é o perfilamento em plataforma móvel 
aerotransportada. O LIDAR combina o Sistema de Navegação Global por Satélites 
(GNSS) e o Sistema de Navegação Inercial (INS). O GNSS fornece a localização da 
aeronave no espaço, enquanto o INS informa os ângulos de atitude dela. Os resultados 
obtêm-se pelo cálculo do tempo decorrido da emissão do pulso laser ao alvo e o seu 
tempo de retorno ao sensor. Converte-se o tempo em distância, a partir da velocidade da 
luz, e associa-se esta a informações de posicionamento, para que resultem nas 
coordenadas 3D do alvo. Os pulsos laser são emitidos sob uma taxa de frequência de 
repetição e realizam uma varredura perpendicular à direção da linha de voo. Dessa forma, 
o sensor laser pode atingir múltiplas reflexões, ou seja, vários pulsos podem ser refletidos 
sob um mesmo objeto, o que acarreta uma alta precisão nos resultados das análises.
O sistema LIDAR utiliza ondas cujo comprimento varia entre 0,7µm e 1000µm, 
compreendendo a região do espectro eletromagnético denominada infravermelho 
próximo.
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IMAGEM 9 - IMAGEM DA CIDADE DE DURHAM, 
NA INGLATERRA, OBTIDA ATRAVÉS DA 
IMAGEM 10 - CAPTURA DE 
RELEVO MONTANHOSO ATRAVÉS 
DO SISTEMA LIDAR.
https://www.efxkits.us/explanation-of-bandpass-filters-types-and-applications/
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REFERÊNCIAS 
https://unsplash.com/@alexkixa
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm358-n.pdf
https://www.multisim.com/contributors/112018-henriquemap/my-circuits/
https://www.multisim.com/content/wxDwM7sdQsKfT4Sy2bP7MZ/circuito-passa-banda/
https://pt.wikipedia.org/wiki/LIDAR
https://www.efxkits.us/explanation-of-bandpass-filters-types-and-applications/
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https://unsplash.com/@alexkixa
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdfhttps://www.multisim.com/contributors/112018-henriquemap/my-circuits/
https://pt.wikipedia.org/wiki/LIDAR
	Circuito de um sensor de obstáculo
	Filtro Passa Faixa
	Referências