Circuito Olho Eletrônico de Segurança: LDR e CI 4049 para Controle Sensível à Luz

Circuito Olho Eletrônico para Sistema de Controle de Segurança

Nesta era da eletrônica, sempre nos deparamos com vários dispositivos e máquinas eletrônicas que funcionam superbamente para facilitar nosso fluxo de trabalho em grande medida. Sem dúvida, dispositivos eletrônicos estão economizando muita mão de obra e esforço desnecessário. Neste artigo, discutiremos o circuito "Olho eletrônico" popularmente conhecido como olho mágico. Este circuito pode ser usado em dispositivos para detectar a presença de luz automaticamente e operar o circuito de acordo. Também descrevemos as características dos principais componentes usados no circuito para fazer você entender o funcionamento do olho eletrônico mais claramente.

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Circuito olho eletrônico usa um fotodetector para detectar a presença de luz. Então, de acordo com a intensidade da luz, este dispositivo liga a luz quando fica escuro e vice-versa.

Como o dispositivo é capaz de funcionar automaticamente, isso elimina a necessidade de comutação manual do dispositivo e, portanto, economiza mão de obra. Em nosso circuito olho eletrônico, usamos resistor dependente de luz (LDR) para detectar a presença de luz que incide no circuito.

Antes de iniciar o processo de projeto do circuito olho eletrônico, vamos discutir o funcionamento e função de dois componentes principais do circuito: LDR e CI 4049 (Buffer Porta NÃO).

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Resistor Dependente de Luz (LDR)

LDRs são usados para indicar a presença ou ausência de luz. Se a intensidade da luz for muito baixa (escuro), a resistência do LDR é muito alta. Assim que o LDR é exposto à luz, a resistência cai largamente dependendo da intensidade da luz. No entanto, a resistência do LDR é inversamente proporcional à intensidade da luz. Então, maior a intensidade da luz, maior será a queda de tensão. Baseado no material, LDR é de dois tipos: fotorresistor intrínseco e extrínseco.

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Características do LDR

Comprimento de Onda: LDR não é sensível em uma certa faixa de comprimento de onda. A sensibilidade de um fotorresistor varia com o comprimento de onda da luz. LDRs extrínsecos são geralmente projetados para comprimentos de onda mais longos de luz.

Sensibilidade: LDR tem sensibilidade menor que fotocondutores e fotodiodos. Mesmo se a sensibilidade da luz for mantida constante, a resistência do dispositivo ainda pode variar devido à mudança de temperatura. Esta é a razão pela qual LDRs não são adequados para medição precisa de intensidade de luz.

Latência: Em LDRs, há latência de tempo entre mudanças na iluminação e mudanças na resistência. Este fenômeno é chamado de taxa de recuperação de resistência. Geralmente leva algum tempo para a resistência cair completamente quando a luz é aplicada após escuridão total. Leva cerca de 10 ms para a resistência do LDR cair completamente e até 1 segundo para a resistência subir de volta ao valor anterior, após remoção da luz.

Construção do Resistor Dependente de Luz: Para fabricar um LDR de sulfeto de cádmio, pó de sulfeto de cádmio altamente purificado e materiais de ligação inertes são usados. O disco do LDR é montado em um envelope de vidro para evitar contaminação da superfície.

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Aplicações do LDR

• Resistores dependentes de luz são principalmente usados em robôs seguidores de linha que usam LDR para determinar a mudança de curso.
• LDRs são usados em fotômetros de fotografia
• Resistores dependentes de luz são geralmente usados em luzes noturnas
• Fora das aplicações de detecção, LDRs também são usados em compressores de áudio

Agora, você tem um bom conhecimento sobre o uso de LDR no olho eletrônico. O segundo componente principal usado no circuito é CI 4049. Vamos discutir o CI e seu funcionamento em breve.

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CI 4049 (Buffer Inversor Hex)

CI 4049, também conhecido como CI buffer inversor hex, é usado para conversão de nível lógico alto para baixo. CI 4049 pode manejar duas cargas TTL, pois tem tensão de alimentação de entrada mais alta com classificação de corrente de 1mA. A principal aplicação do CI 4049 é criar circuito multiplicador de tensão. Também pode ser usado para oscilador de onda quadrada.

Este CI buffer hex converte nível lógico baixo para alto e vice-versa. Você pode projetar muitos projetos de entusiastas como lanterna LED simples, automação de luzes de rua e indicador de nível de água.

Pinouts

Veja a tabela abaixo para entender os pinouts do CI 4049 e seu funcionamento:

Número do Pino	Nome do Pino	Entrada /Saída
1	VDD	—
2	Terra	SAÍDA
3	A	ENTRADA
4	H	SAÍDA
5	B	ENTRADA
6	I	SAÍDA
7	C	ENTRADA
8	VSS	—
9	D	ENTRADA
10	J	SAÍDA
11	E	ENTRADA
12	K	SAÍDA
13	NC	—
14	F	ENTRADA
15	L	SAÍDA
16	NC	—

Especificações Técnicas do CI 4049

• Faixa de tensão de entrada: 3v-18v
• Corrente de alimentação – 50 mA
• Capacitância de entrada -22,5 pf

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Aplicações do CI Inversor Hex 4049

• Pode ser usado em circuito multiplicador de tensão
• Conversores de lógica alto para baixo
• Pode ser usado em buffer hex CMOS
• Como driver de fonte

Agora, você está bem ciente do funcionamento de ambos os componentes: CI 4049 e LDR. Agora iniciaremos o processo de projeto do olho eletrônico usando alguns componentes eletrônicos facilmente disponíveis. Reúna os componentes abaixo e comece a projetar o circuito do olho eletrônico.

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Componentes Necessários

• CI 4049
• Resistor dependente de luz (LDR)
• Resistor 220 K ohm
• LED
• Buzzer
• Bateria — 9V
• Chave

Circuito Olho Eletrônico

Monte o componente como mostrado no diagrama do circuito abaixo. Conecte o LDR com CI 4049. Conecte o buzzer e CI 4049 como mostrado abaixo. Pino 1 do CI 4049 é conectado à alimentação e Pino 8 é aterrado.

Funcionamento do Circuito Olho Eletrônico

A saída tem dois estágios principais: Alto e Baixo e não pode estar em nenhum outro estágio intermediário. O circuito é alimentado por bateria de 9v para torná-lo portátil. No entanto, CI 4049 consiste em seis portas NÃO independentes, mas usamos apenas uma porta NÃO neste projeto de circuito.

Fizemos um circuito divisor de tensão usando LDR e resistor de 220 k ohm conectados em série. Como a tensão é diretamente proporcional à condutância, mais tensões serão produzidas na saída do circuito divisor quando LDR for exposto à luz e vice-versa.

Então, essa tensão de saída do divisor é alimentada à entrada da porta NÃO do CI inversor hex 4049. Portanto, quando a intensidade da luz é baixa sobre o LDR (o que significa escuro), a saída do divisor será baixa. Como resultado, Pino 2 da porta NÃO do CI fica alto e LED conectado à saída é ativado. Em palavras simples, sempre que LDR é exposto ao feixe de luz, a resistência do LDR aumenta e isso faz o CI inversor hex 4049 produzir um som no buzzer.

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Aplicações do Olho Eletrônico

Olho eletrônico é geralmente um fotorresistor que liga a luz quando fica escuro. Você pode usar o olho eletrônico no local onde precisa operar um dispositivo quando há escuro e nenhuma luz está presente e desligar automaticamente uma vez que o feixe de luz atinge a superfície do LDR. Este recurso pode ser muito útil em variedade de aplicações no dia a dia:

• Pode ser usado como indicador automático de visitas na porta em escritórios, escolas, faculdades e apartamentos.
• Pode ser usado em sistemas de controle de segurança.
• Pode ser usado em rodovias como contador de veículos, para contar o número de veículos.
• Pode ser usado em máquina de embalagem automática em indústrias e fábricas para embalar materiais fabricados.
• Pode ser usado em câmeras para determinar automaticamente a abertura e postura adequadas.

Conclusão

Circuito olho eletrônico é de grande utilidade e pode ser montado usando componentes eletrônicos de custo efetivo. Usamos alguns componentes eletrônicos simples para projetar o circuito. Usamos dois componentes principais: LDR e CI inversor hex 4049 em nosso projeto. O funcionamento e função de ambos os componentes são bem descritos no artigo para fazer você entender o funcionamento de ambos os componentes no projeto de circuito olho eletrônico. Esperamos que você seja capaz de projetar o circuito "olho eletrônico" por conta própria usando as informações fornecidas na discussão acima.

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