Neste nosso segundo artigo da série (veja MIC126), 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 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. O emissor pode ser um LED infravermelho controlado por um microcontrolador, numa aplicação como shield. Um resistor de 100 a 470 Ω deve ser ligado em série com o LED emissor, se controlado por um microcontrolador.
Shield de Relé com um transistor
Este circuito saiu numa Nuova Elettronica de fevereiro de 1986. Ele dá uma ideia de como podemos usar um acoplador com um transistor para acionar um relé comum. O relé pode ser de 6 ou 12 V até 100 mA, TR1 é um BC548 e R1 tem valores entre 470 Ω e 4,7k, conforme o LED DL1 e a tensão do relé.
Shield Óptico TTL
Este acoplador permite o disparo de uma porta ou flip-flop TTL a partir de um SCR. O resistor R deve ser calculado pela fórmula junto ao diagrama em função da tensão de alimentação do sistema de modo a se obter uma corrente no LED da ordem de 50 mA. O circuito pode ser usado como um shield de entrada com alimentação de 3,3 ou 5 V. Também pode ser disparado pela saída de um microcontrolador com o uso de R de valor apropriado.
Shield Usando Foto-Célula como Sensor
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.A célula solar pode ser do tipo encontrado em calculadoras e relógios. Sua excitação pode ser feita por um LED comum controlador por um microcontrolador.
Shield de Potência para Relé ou Outra Carga
Este circuito foi obtido na publicação 101 Electronics Projects de 1979. O circuito pode ser montado facilmente, pois todos os componentes são comuns. Quando a luz do LED que incide no foto-transistor é estabelecida, pela retirada de um objeto que existe entre eles, o relé fecha seus contactos. O relé pode ser de 6 ou 12 V conforme a alimentação, o foto-transistor de qualquer tipo e Q2 um BC548. No caso de um shield o LED pode ser controlado pelo microcontrolador e R1 será de 150 Ω para saídas de 3,3 V e 330 Ω para saída de 5 V.
Shield AC para Triac
O circuito mostrado é para cargas indutivas. Será conveniente neste caso também usar um circuito snubber para proteger o TRIAC.TRIACs da série TIC podem ser usados nesta aplicação e para cargas menores do que 200 W os resistores podem ter seus valores reduzidos para 22 Ω. Veja que é importante ter resistores de valores apropriados para que o TRIAC comute no início dos semiciclos e assim a maior parte da potência seja transferida para a carga. R será de 220 Ω no caso de saídas de 3,3 V e 330 Ω para 5 V.
Shield Óptico Para Relé
Este circuito é de um manual de opto-eletrônica daTexas Instruments de 1978. O transistor pode ser equivalente mais moderno, assim como o foto-detector. A corrente do relé é no máximo de 20 mA e a alimentação depende da bobina deste componente. O disparo pode ser feito por um LED controlado por um microcontrolador.
Opto-shield TTL
Encontramos esta configuração no manual de opto-eletrônica da Texas Instruments. O bipolar pode ser o BC548 e o foto-transistor admite equivalente. Como shield de entrada ou sensor o sinal a saída TTL pode ser aplicada ao microcontrolador. Como shield de saída o foto-transistor pode fazer parte de um acoplador óptico.
Shield de Relé com Comparador
Este circuito dispara um relé quando incide luz num sensor. Como shield o LDR pode ser disparado por um LED controlado por um microcontrolador, obtendo-se assim isolamento entre os circuitos. O ajuste da sensibilidade é feito no potenciômetro. Podem ser utilizados comparadores e amplificadores operacionais equivalentes. A tensão de alimentação deve ser de acordo com o relé utilizado. A saída do LM324, sem o relé também pode ser usada num shield sensor de entrada.
Shield de Relé Sensível
O sensível shield apresentado na figura abaixo dispara quando luz incide no foto-transistor. O ajuste de sensibilidade é feito no trimpot ou potenciômetro P1. O relé deve ser do tipo sensível para 6 V ou 12 V com uma corrente máxima de bobina de 100 mA. Recursos ópticos podem ser usados com o foto-transistor para aumentar a sensibilidade e diretividade. Podem ser usados tipos equivalentes.
