A posição de um objeto distante como, por exemplo, uma porta, uma alavanca ou o nível de uma bóia de um reservatório, podem ser verificados com a ajuda deste simples aparelho. Nas demonstrações em feiras de ciências ele pode ser mostrado como um sensor de posição remoto usando o mesmo princípio dos equivalentes usados em aplicações industriais e em robótica.
Numa escala de um instrumento é estabelecida a correspondência entre a posição da agulha e a posição de um objeto que vai ser acoplado ao sensor que consiste num simples potenciômetro.
O circuito é alimentado por uma única pilha comum e seu consumo é extremamente baixo. Pode ser incluído no circuito um interruptor para ligar e desligar a sua alimentação.
A faixa de indicações deste aparelho depende do ângulo que o eixo do potenciômetro pode girar, normalmente entre 200 e 270 graus.
O ajuste da escala é feito por meio de um trimpot e o fio que vai até o potenciômetro indicador remoto pode ter até mais de 100 metros de comprimento.
COMO FUNCIONA
O circuito é na verdade um indicador da resistência de um potenciômetro. Como esta resistência depende da posição de seu cursor, podemos associar a resistência medida à posição do objeto acoplado ao eixo do potenciômetro.
Para medir a resistência temos então uma pilha que funciona como fonte de energia, um resistor de limitação de corrente e um trimpot de ajuste, o próprio potenciômetro que serve como sensor e o instrumento indicador que consiste num microamperímetro.
As características do microamperímetro é que determinam os valores dos demais componentes que são todos ligados em série. Isso significa que, dependendo das características dos componentes usados especificamente do instrumento indicador pode ser necessário alterar o trimpot e o próprio potenciômetro sensor.
MONTAGEM
Na figura 1 temos o diagrama completo do indicador.
Como se trata de montagem bastante simples e não crítica ela pode ser realizada usando uma ponte de terminais como chassi, conforme indica a figura 2.
O instrumento é um microamperímetro de 100 a 300 uA de fundo de escala. O resistor é de 1/8 watt e o trimpot é comum. O potenciômetro remoto deve ser linear.
Para a alimentação usamos uma única pilha, mas o aparelho também pode ser alimentado com 3 V de duas pilhas já que os suportes de duas pilhas são mais fáceis de obter.
PROVA E USO
Para experimentar o aparelho e ajustá-lo, coloque P2 na posição de menor resistência e ajuste P1 para que a agulha do instrumento vá até o final da escala, ou seja, tudo para a direita.
Depois, fixe P2 no objeto que deseja monitorar a posição e ajuste a escala de M1, anotando cada posição do eixo de P2 e a corrente correspondente no instrumento.
Na experiência mostre que as diversas posições do cursor do potenciômetro dadas pelo objeto (uma alavanca, por exemplo) podem ser conhecidas simplesmente olhando a agulha do instrumento.
O QUE EXPLICAR
O instrumento serve para indicar a posição de objetos distantes. Ele pode ser usado para monitorar o nível de água de um reservatório ou a posição de uma máquina, porta ou outro objeto distante.
Explique seu princípio de funcionamento.
OUTRAS APLICAÇÕES
Você pode usar este aparelho para saber o nível de água de sua caixa de água, acoplando uma bóia no sensor remoto, ou seja, de modo que ela atue sobre o eixo do potenciômetro. Tenha cuidado em proteger o potenciômetro para que ele não molhe.
M1 - 0 - 200 uA - microamperímetro
P1 - 100 k ohms - trimpot
P2 - 1 M ohms - potenciômetro
R1 - 10 k ohms - resistor - marrom, preto, vermelho
B1 - 1,5 V - 1 pilha pequena
Diversos:
Ponte de terminais, suporte de pilha, fios, solda, etc.
Publicado originalmente em 1997
