Luximetro

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  • Publicado : 5 de março de 2013
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Luxímetro

Esta montagem poderá prestar serviços a todos aqueles que, de um momento para o outro, se interessam pela intensidade luminosa ambiente, quer seja para fazer fotografias, para filmar uma cena de família ou ainda para assegurar que a luminosidade de um escritório ou de uma sala, num curso, não seja demasiado elevada ou demasiado fraca, o que, tanto num caso como no outro não é isento deperigos para a vista.
 
Diagrama de blocos

Figura 1 - Diagrama de blocos.
 
A medida da intensidade luminosa recorre a um sensor, normalmente utilizado para aplicações semelhantes, que é uma LDR (Light Dependant Resistor).
Este componente é inserido num oscilador cuja frequência varia em função da intensidade luminosa recebida, como se mostra no diagrama de blocos da figura 1.
Um contador ultrasimples, com dois dígitos, assegura a medida desta frequência, que é ajustada para se obter uma escala de 0 (escuro absoluto) a 99 (pleno sol ao meio dia no Verão). Algumas portas lógicas asseguram a gestão da contagem.
 
Esquema

Figura 2 - Esquema do luxímetro.
 
A medida da intensidade luminosa ocorre em apenas algumas fracções de segundo, pelo que se equipou a montagem com um dispositivo deauto-extinção (auto shut off).
Este dispositivo corta a alimentação Vcc após alguns segundos de visualização, o que garante uma longevidade excepcional à pilha.
 
Auto Shut Off
Este dispositivo utiliza os transístores T1, T2, no monostável que associa U16 a R4 -C2, assim como a porta OR aos díodos D1, D2 e R1 -R2.
Para compreender o seu funcionamento, vamos supor que no instante t=0 se prime o botãoK. Esta acção impõe (durante um tempo igual àquele em que se prime K) uma tensão na base de T2, que o satura.
O transístor T1 (PNP) satura-se porque a sua base é levada a um potencial mais negativo do que o seu emissor. Dispõe-se então no colector de T1, de uma tensão quase igual à fornecida pela pilha.
É nesta fase que intervém o monostável U16-R4-C2 que evita ter de manter premido o botãodurante o tempo em que se efectua a medida, por muito curto que ele seja.
Antes de se actuar no botão K, C2 estava descarregado, o que corresponde a uma tensão nula aos seus terminais. A presença de R4 impõe uma subida muito lenta da tensão aos terminais de C2 e como U16 está cablado como inversor, a tensão de saída dele é, portanto, alta, o que assegura a saturação de T2 (e de T1) mesmo se o operadorsoltar o botão K. Os vitalizadores de 7 segmentos Indicam a luminosidade sob a forma de uma unidade designada por lux
Este estado persiste enquanto a tensão aos terminais de C2 não atinge a tensão de basculamento da porta U16, que se situa em cerca de Vcc/2.
Quando se produz este basculamento, e desde que o operador tenha libertado o botão K, sem a base de T2 alimentada, T2 e T1 bloqueiam-se, e amontagem fica sem tensão.
Estas breves explicações mostram que, se se pretender aumentar a duração da visualização bastará aumentar os valores de C2 ou de R4.
 
Oscilador
O oscilador é de concepção clássica porque utiliza duas portas NAND U2, A e D. A fotoresistência (LDR) R6 está em série com o ajustável R7 de modo a poder regular a gama de frequências, cuja extensão depende também do condensadorC3.
Determina-se o valor óptimo quando do ajuste. A porta U2C serve de tampão mas não é indispensável ao funcionamento.
É na saída desta porta que se recupera o sinal de relógio H cuja frequência é a imagem da intensidade luminosa recebida pela LDR.
 
Contador
Este está reduzido à sua expressão mais simples, graças à colocação, em cascata, de dois contadores CMOS do tipo 4033, que integramdescodificadores de sete segmentos.
Esta solução permite realizar um conjunto muito compacto que só necessita das resistências de limitação para os segmentos dos visualizadores.
Estes contadores possuem uma entrada de inibição (RBI), que evita a visualização dos zeros inúteis quando a do dígito de maior peso é levada a «0»; a entrada de RBI dos visualizadores seguintes deve ser ligada à saída RBO dos...
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