Neste nosso terceiro artigo da série (veja MIC126 e MIC127), continuamos a dar circuitos de shields de controle (saída) para relés e outras cargas, perfeitamente isolados do microcontrolador através de acoplamento óptico. O acoplamento pode ser feito de forma simples com LED ou lâmpada e sensor, ou ainda usado acopladores integrados.
Os projetos descritos nesta seleção de artigos podem ser usados com microcontroladores ou outros tipos de circuitos que exijam isolamento. Com eles podemos desenvolver aplicações em automação, internet das coisas (IoT), vestíveis, robótica e muito mais.
Shield Isolado com Triac e LDR
Este circuito foi obtido numa revista francesa Radio Plans de janeiro de 1985. Pelos componentes que usa pode ser montado com facilidade ainda hoje, sendo utilizados triacs da série TIC. Os transistores NPN podem ser os BC547 e os PNP BC558. O LDR é controlado por um LED a partir de um microcontrolador, numa aplicação como shield isolado.
Shield Óptico para relé
A distância recomendada entre o emissor e o foto-transistor é de 10 mm para esta configuração. O circuito é sugerido pelo manual de opto-eletrônica da Texas Instruments. O relé deve ser de acordo com a alimentação do circuito. O emissor pode ser um LED branco de alta potência em série com um resistor apropriado conforme a corrente e a tensão do microcontrolador.
Shield Óptico
Neste circuito o sinal do foto-transistor é amplificado por uma etapa Darlington e depois aplicado a uma etapa disparadora que controla um relé. O relé dispara quando o sensor é iluminado. O sensor pode ser qualquer foto-transistor comum e o relé é do tipo sensível para tensões de 12 V com uma bobina da ordem de 220 Ω. A sensibilidade do circuito é determinada pelo ajuste do trimpot de 100 k Ω. Para usar como shield o sinal excitador vem de um LED controlado por um microcontrolador.
Foto-Shield Biestável
O circuito que apresentamos consiste num controle foto-elétrico com ação biestável. O circuito pode ser controlado por dois LEDs conectados a saídas de um microcontrolador como shield. Um pulso de luz em LDR2 liga o relé e um novo pulso em LDR1 desliga. A sensibilidade é ajustada nos trimpots ou potenciômetros P1 e P2. Os LDRs são do tipo redondo comum, podendo ser instalados em tubos opacos com lentes para maior sensibilidade e diretividade. O relé é do tipo sensível de 6 V ou 12V conforme a tensão usada na alimentação. A bobina deve ter uma corrente de acionamento máxima de 50 mA. Os fios de conexão aos sensores (LDRs) podem ser longos, até 20 metros de comprimento. Com o aumento de P1 e P2 para 10 M Ω podem ser usados foto-transistores como sensores.
CI-1 – 4093 – circuito integrado CMOS
Q1 – BC548 ou equivalente – transistor NPN de uso geral
D1 – 1N4148 – diodo de uso geral
P1, P2 – 1 M Ω – trimpot ou potenciômetros
R1 – 2,2 k Ω x 1/8 W – resistor – vermelho, vermelho, vermelho
C1 – 1000 µF x 16 V – capacitor eletrolítico
K1 – Relé – ver texto
LDR1, LDR2 - LDRs comuns redondos – DSD4060 ou equivalente
Diversos:
Matriz de contactos ou placas de circuito impresso, suporte de pilhas ou fonte, fios, solda, etc.
Shield de Relé com Trava
Quando o sensor recebe luz, o relé fecha seus contatos e assim permanece mesmo depois que a luz volte a incidir no sensor. A sensibilidade é ajustada em R1 e o circuito tanto pode ser alimentado com 6 V como 12 V dependendo apenas do relé utilizado. Encontramos este circuito numa publicação americana de 1993. O foto-transistor pode ser controlado pelo pulso produzido por um LED na saída de um microcontrolador, obtendo-se assim um shield perfeitamente isolado.
Shield para relé ou carga com SCR
Este circuito foi obtido numa revista Electronque Loisirs da França, numa edição de julho de 1991. Nele temos uma configuração para disparo de um SCR com um foto-transistor. O SCR pode ser o TIC106 e o transistor um BC548. O disparo pode ser feito por um LED alimentado pela saída de um microcontrolador para uma aplicação como shield. A tensão de alimentação deve ser de acordo com a carga.
Shield de Relé com Transistor Darlington
O circuito foto-disparador mostrado na figura tem potência suficiente para acionar um relé de 12 V com corrente até 2 A. Podem ser utilizadas outras cargas como motores e solenoides. O foto-transistor pode ser substituído por equivalentes. Observe a polaridade invertida da fonte de alimentação e do diodo, já que estamos trabalhando com um transistor Darlington PNP. Para correntes acima de 100 mA no acionamento, o transistor deve ser dotado de radiador de calor.
Shield óptico com LDR
Este circuito foi obtido numa revista francesa Radio Plans de janeiro de 1985. Pelos componentes que usa pode ser montado com facilidade ainda hoje. O transistor NPN podem ser o BC547 e o PNP BC558. O circuito pode ser alimentado por 6 a 12 V, conforme o relé utilizado. O LDR é excitado por um LED a partir de um microcontrolador.
Shield com disparador
O circuito mostrado é sugerido pela Texas Instruments em seu manual de opto-eletrônica. A distância máxima entre emissor e sensor é de1,5 cm e a alimentação determina o relé usado. Numa aplicação moderna como shield é usado um LED em série com um resistor, controlado pela saída de um microcontrolador.
