sábado, 10 de agosto de 2013

Sensor de Luminosidade Crepuscular

Controle de iluminação com o SCRNeste artigo um simples circuito, conectado a uma lâmpada incandescente, faz com que ela acenda em função da iluminação ambiente. O circuito descrito a seguir se trata de um sensor de luminosidade que proporciona um acionamento automático de uma lâmpada quando a luz ambiente diminui a certo nível ou apague quando a iluminação natural volta ao seu normal. Este tipo de circuito é conhecido como interruptor crepuscular.






Introdução


Muitas aplicações podem ser imaginadas para esse circuito se partirmos da idéia que podemos acionar uma lâmpada quando a iluminação, sobre o sensor, cair abaixo de um certo nível pré estabelecido. O funcionamento do circuito é semelhante ao sistema de iluminação pública presentes nos postes de ruas e avenidas.


Descrição do Sensor de Luminosidade: Interruptor Crepuscular

O circuito interruptor crepuscular poderá acionar somente lâmpadas incandescentes ou cargas resistivas com uma potência máxima de 100W (para a rede 127V) ou 200W (para rede 220V). Níveis de potência maiores podem ser obtidos mediante a alteração dos elementos de acionamento (SCR) e de retificação (ponte retificadora). Para aplicações domésticas, potência de iluminação de 100W e 200W são suficientes.
 
Uma desvantagem desse circuito é a presença de pequenas oscilações que ocorrem no estado de transição do circuito (Lâmpada desligada para Lâmpada ligada). Quando a transição da iluminação é lenta, como o caso do por do sol, o circuito não dispara instantaneamente, mas dá algumas piscadas antes de entrar em plena condução.
Porem o maior ponto positivo deste circuito, além de ser simples, é o fato dele não gastar energia, mesmo quando ligado, quando a lâmpada se encontra apagada. Assim mesmo com a lâmpada apagada o circuito não consume energia.


Funcionamento e Dicas de montagem


Todos os componentes do interruptor crepuscular podem ser encontrados nas melhores casas de eletrônica, pois são componentes de uso geral. O funcionamento do circuito é inteiramente baseado no funcionamento de um SCR, sendo ele o responsável por ligar ou desligar a lâmpada por intermédio de um sinal de comando.  O funcionamento de um SCR é melhor explicado nos post: “Como funciona o SCR” e “Como disparar e desligar um SCR”.

O segundo componente eletrônico importante para o circuito é o elemento sensível a luz, chamado LDR ou foto-resistor, que é um dispositivo que varia sua resistência em função da luz incidente, o LDR é muito usado na eletrônica. O LDR é o responsável pelo disparo do SCR em função da luminosidade.
Funcionamento do SCR pra iluminação automatica
Figura 1 - Funcionamento do sensor de luminosidade com SCR

 
Na figura 1 temos uma ilustração do funcionamento básico do circuito em função da luminosidade do ambiente. O foto-resistor faz o controle da corrente que é necessária para disparar o SCR. Quando o LDR está iluminado sua resistência interna é baixa, o que proporciona um melhor caminho para a corrente e evita que o SCR dispare. Quando o LDR se encontra no escuro sua resistência interna é elevada, a passagem da corrente é dificultada sendo drenada pela porta (G) do SCR, pois essa proporciona um melhor caminho nessa situação. Em outras palavras o LDR desvia a corrente de porta (G) para a terra quando se encontra iluminado (baixa resistência) e deixa a corrente chegar à porta (G) quando no escuro (alta resistência).

O SCR deve ser montado em um pequeno dissipador de calor, como mostrado na figura 2 para evitar sobre cargas térmicas que podem levá-lo a queima.


Dissipador para sensor de luminosidade
Figura 2 - Montagem do dissipador de calor


Montagem do Interruptor Crepuscular


O circuito do sensor de luminosidade é apresentado na figura 3. O circuito de disparo contem um potenciômetro P1 que permite ajustar o momento de disparo do SCR em função da luminosidade ambiente. A montagem pode ser feita com uma placa de circuito impresso ou barras de terminais.



Circuito para iluminação automatica com SCR
Figura 3 - Circuito do sensor de luminosidade para interruptor crepuscular.


Uma sugestão de layout para a placa de circuito impresso é dada na figura 4.

Circuito para sensor de iluminação com SCR
Figura 4 - Sugestão de layout paro o interruptor crepuscular.


Na montagem final o sensor de luminosidade (LDR) deve possuir uma abertura para captar a iluminação ambiente e ser posicionado de tal forma que a lâmpada a controlar não interfira com sua luminosidade.

Uma dica de instalação em ambientes externo é usar uma saboneteira ou qualquer caixa plástica para fixação do circuito. Para ambientes internos a alternativa é usar a própria caixa do interruptor de parede, se essa estiver bem localizada e oferecer a captação da luz ambiente de forma continua.

O circuito apresentado nas figuras 5 foi instalado em uma saboneteira transparente e fixado na varanda com o objetivo de iluminar automaticamente o ambiente durante a noite e desligar durante o dia mesmo quando não estamos presentes.

Controle de iluminação automatica com SCR
Figura 5 - Sugestão para montagem final e instalação do sensor de luminosidade crepuscular.


Lista de Componentes



Eletronica em Casa, controle de iluminação com SCR



18 comentários:
  1. Ñ entendi, se vc retificou e filtrou AC, a lâmpada será ligada em DC?

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    1. Oi amigo,
      Sim, o circuito possui uma etapa de retificação e filtragem. Porem observe que o capacitor possui um valor reduzido o que garante uma boa filtragem para uma carga baixa (Resistência equivalente alta) quando a lâmpada está apagada, isso permite polarizar o SCR para dispará-lo com sinal DC. Quando a Lâmpada liga a carga aumenta (Resistência equivalente baixa), mas a corrente não é continua e sim pulsada, pois é a condição necessária para desligar a lâmpada quando a luminosidade aumenta. A corrente é pulsada devido a baixa constante de tempo do circuito.

      Observe também que a retificação é importante para continuarmos com a potência entregue a lâmpada nos dois semi-ciclos da rede... Se não, só teríamos no máximo 50% da potência entregue a lâmpada.

      Obrigado pela vista!

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  2. Pra que o potenciometro? Devo regulá-lo pra intensidade luminosa que eu desejo?

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    1. Oi Samuel,
      Sim, isso mesmo. O potenciômetro P1 é utilizado para determinar a intensidade luminosa necessária para ligar a lâmpada. Ficou faltando falar isso no post, vou corrigir...

      Obrigado pela visita e por contribuir com o Blog!

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  3. Muito bem explicado, vou tentar fazer isso na minha casa evita ascender ou esquecer lampadas ligadas.
    Mas gostaria de lhe perguntar se você me indicaria onde comprar equipamentos para um laboratório caseiro equipamentos de custo beneficio baixo, desde já agradeço.

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  4. Boa noite Elton,
    Você pode achar muita coisa no site SoldaFria ou Milcomp. Dê uma olhada nesses sites eles são interessantes para compra de componentes e ferramentas.

    Obrigado pela visita !

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  5. Este sensor funciona para lâmpadas econômicas ? Qual a potência máxima que pode ser aplica ? (100, 200, 300 W)
    Grato

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    1. Boa noite Amigo,
      Não esse circuito não funciona para lâmpadas econômicas somente para lâmpadas incandescentes. A potência máxima é de 100W se o sistema estiver conectado na rede 127V ou 200W para a rede 220V.

      Obrigado pela visita !

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  6. boa tarde, poderia me dizer se posso usar este circuito para alimentar uma bomba de agua de maquina de lavar no lugar da lampada , e como poderia regular a sensibilidade do ldr para que ele acione a bomba quando a agua do exague estiver limpa e não quando estiver suja.
    grato

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    1. Bom dia Marcelo,

      Se a bomba d'água for CC o senhor pode utilizar sim. A sensibilidade do LDR pode ser regulada pelo resistor R1 do circuito.

      Mas talvez a aplicação desse circuito não seria recomendada uma vez que os níveis de tensão são altos o que aumenta os riscos fatais de acidentes no ambiente doméstico.

      Obrigado pela visita !

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  7. Olá Guilherme,
    Gostaria de saber se posso usar um conjunto de LEDs ao invés de lâmpadas incandescentes.
    Já vi na internet que é possível ligar um LED ou conjunto na rede 110/220. Então partindo deste princípio, gostaria de saber qual o procedimento.
    Desde já agradeço e parabenizo pelo blog.

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    1. Boa noite Gilberto,
      Sim você pode usar, mas esse circuito não é o mais indicado para leds.

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    2. Bom dia Guilherme!

      Guilherme, na lista de componentes vc cita um capacitor de 0,001μF/250V. Não consigo encontrar este componente em nenhuma loja aqui na cidade. Encontro apenas 1μF/250. Reparei que na foto da montagem, vc usou um capacitor de poliéster, o que me leva a crer que é para 220V. Também estou com dificuldade de encontrar os resistores de 1/4, somente de 1/8. No caso, penso em usar os de 1/2W. A lâmpada que usarei é 7W/8W. Posso fazer todas essas substituições citadas sem correr riscos de danos ao circuito?

      Obrigado!
      Feliz Natal/Ano Novo

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    3. Bom dia Gilberto,
      O capacitor não pode ter valores muito elevados, pois isso impediria o desligamento do SCR ao amanhecer. O capacitor estipulado é do tipo poliéster (1 nF/ 250V = 0,001uF/250V) ... você pode colocar valores próximos de 0,001uF até0,01uF. Esse capacitor pode ser encontrado em sucatas de televisores antigos.

      Os resistores de 1/2W é uma boa solução!

      Boas festas !!

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  8. boa tarde Guilherme teria um esquema para lampadas de 12v

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    1. Com SCR eu não tenho, mas procure nos posts de Jan 2013 do blog por "sensor de luminosidade simples" que vai ter um circuito com a mesma função e mais simples.

      Obrigado pela visita!

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  9. Bom dia
    A lampada somente acende e apaga, ou ela reduz a intensidade conforme a luminosidade? Preciso de um esquema que faça o controle conforme a luminosidade.

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    1. Sim ela somente acende e apaga conforme uma dada intensidade... vou ficar te devendo para um controle de luminosidade mais fino.

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