5-Sensores opticos

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Sensores Industriais
Aula 05
Prof.ª Louisie Staniszewski
UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
DAELN – Departamento de Eletrônica
Sensores ópticos
Fotorresistores
Fotodiodo
Fototransistor
Fototiristores
Válvula ultravioleta
Célula fotovoltaica
Louisie Staniszewski
Finalidade
Converte um sinal luminoso num sinal elétrico que possa ser processado por um circuito eletrônico.
O sensor deverá ter características apropriadas para certas finalidades:
Aplicação com fontes de luz fracas não se pode usar um sensor pouco sensível
Aplicação de detecção de movimento rápido de luz ou sombra não se pode usar um sensor com resposta lenta.
Louisie Staniszewski
Características
Sensibilidade
De que forma a grandeza de saída varia com a intensidade da luz incidente no sensor?
Reposta espectral
A maioria dos sensores podem perceber tanto radiação infravermelha como ultravioleta
Velocidade
Detecção de variações muito rápidas de luz (ou sombra): leitura do código de barras, controle de velocidade de máquinas, ...
Louisie Staniszewski
Fotorresistores
LDR – Resistor Dependente de Luz
Quando a luz incide a resistência é alterada e são liberados portadores de carga que ajudam a condução da corrente elétrica.
Composto por uma cápsula plástica onde há uma lâmina de Sulfeto de Cadmo (Cds) ou Sulfeto de chumbo sensível a luz
Louisie Staniszewski
Fotorresistores
No escuro, o CdS possui uma altíssima resistência (até dezenas de MΩ), mas quando iluminado com luz do sol a resistência cai para algumas dezenas de ohms
A resistência do LDR não varia instantaneamente quando há variação da iluminação, existe um período de tempo do LDR até que o valor de resistência atinja um valor estável;
Esse tempo de recuperação é expresso em kΩ/s (valor típico: 200kΩ/s) na passagem de um ambiente claro para escuro e muito mais rápido no sentido inverso: em torno de 10ms na transição do escuro para o claro.
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Fotorresistores
Aplicações
Acionamento de relés
Sistemas de iluminação noturna
Luz intermitente
Controle de flashes
Controle remoto de dispositivos
NÃO PODE SER USADO PARA VARIAÇÕES RÁPIDAS DE LUZ
Louisie Staniszewski
Fotodiodo
Diodos semicondutores e transistores tem o comportamento afetado quando a luz incide na sua junção.
Quando a luz incide sobre a sua junção, ela gera portadores majoritários conduzindo corrente elétrica
Louisie Staniszewski
Fotodiodo
Características
O nível de corrente gerada pela luz incidente num fotodiodo não é suficiente para que ele seja usado numa aplicação direta - exige amplificação
Extremamente rápidos: detectam pulsos de luz em taxas de dezenas a centenas de MHz;
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Fotodiodo
Chave optica
Acionamento feito por um objeto entre o LED e o fotodiodo, produzindo um sinal de comando
Detecção da posição de peças móveis 
Acoplador optico
LED emissor e elemento sensor no mesmo invólucro que não pode receber luz externa (4N25 e 4N35)
Aplicação linear:
Sistema de isolamento de sinais num modem 
Louisie Staniszewski
Fototransistor
Operam da mesma forma que os fotodiodos, porém os fototransistores podem amplificar as correntes geradas nesse processo.
Tem uma resposta mais lenta a incidência de luz
Tem a mesma curva dos fotodiodos;
Podem ser usados nas mesmas aplicações que os fotodiodos
Louisie Staniszewski
Fototiristores
LASCR (Light Activated SCR) é uma chave controladora de silício ativada pela luz incidente que atravessa a janela do seu encapsulamento e incide numa camada semicondutora de silício do dispositivo.
Essa luz gera corrente elétrica que funcionará como pulso utilizado no método típico de disparo do SRC.
Esse método de disparo possibilita total isolamento entre o circuito de disparo e o circuito a ser comandado.
Louisie Staniszewski
Fototiristores
Aplicações:
Controle óptico luminoso
Relés
Controle de motores
Louisie Staniszewski
Válvula utravioleta
Detector de chamas ultravioleta
Detecta radiações ultravioletas emanadas de chamas que flamejam durante alguns segundos.
Destinado a proteger áreas de risco onde um eventual incêndio pode se propagar em poucos estágios ou sem nenhum estágio inicial, ou de fogo sem chama onde a inflamação é quase instantânea (líquidos inflamáveis, gases combustível...)
Louisie Staniszewski
Célula fotovoltaica
Aplicações:
Presença e intensidade solar;
Posição.
Geração de energia;
Louisie Staniszewski
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