SENSORES

Introduo

Criar um sistema capaz de interagir com o ambiente.

Num circuito eletrnico o sensor o componente que sente diretamente alguma caracterstica fsica do meio em que esta inserido, e produz em sua sada uma resposta proporcional ao valor dessa caracterstica fsica.

Um transdutor um componente que transforma um tipo de energia em outro.

Os sensores so um tipo de transdutor pois transformam algum tipo de energia como luz, calor, presso, movimento, em energia eltrica( um sinal eltrico).

Grupos de Sensores

Podemos dividir os sensores em dois grupos que se diferenciam pela forma como o sensor responde as variaes da condio monitorada. So os sensores analgicos e os digitais.

Sensores analgicos produzem uma tenso diferente para cada nvel da condio monitorada, dentro de uma faixa limitada pela zona de saturao do sensor.(a maioria dos sensores utilizados analgico).

J os digitais produzem apenas duas respostas possveis 0 ou 1, alguns possuem logicas binarias mais complexas, produzindo sequencias de bits.

Analogicos

A maioria dos sensores utilizados so os analgicos pois a grande maioria das grandezas fsicas tambm so, ou seja a natureza tem um comportamento analgico. Fatores como por exemplo temperatura, humidade, luminosidade, podem assumir infinitos valores.

Podemos classificar um sensor analgico de acordo com a propriedade eltrica dele que ira variar como resistncia, capacitncia, indutncia, tenso(sensores piezoeletricos).

LDR

O exemplo mais simples de sensor resistivo o LDR( Light Dependent Resistor). Possui em sua superfcie um traado onduloso feito de sulfeto de cadmio, um material que altera sua resistncia eltrica de acordo com a quantidade de luz que incide sobre ele.

A principal aplicao sem duvida no controle de iluminao publica, em circuitos para o acendimento automtico das lmpadas ao final do dia

Outra aplicao para esse sensor o detector de passagem de objetos

No pode ser utilizado em aplicaes que envolvam variaes rpidas de luminosidade.

LDR

Encoder

Servem para determinarmos parmetros como posio, velocidade e sentido de rotao em motores de rotao continua.

Consiste em um disco com varias faixas pretas intercaladas com faixas transparentes ou cortes e um par otico infra vermelho.

Encoder

Os dois principais tipos de encoders so os incrementais e os de quadratura.

Os incrementais podem fornecer apenas posio e velocidade do motor, j os de quadratura alm disso fornecem o sentido de rotao do eixo, pois trabalham com dois pares oticos lado a lado

Acelermetros

Os acelermetros so dispositivos que podem ser aplicados em diversas situaes( utilizando a acelerao gravitacional como referncia), por exemplo:

medir a acelerao sofrida por um corpo

medir inclinaes de objetos(smartphones e controles de vdeo games)

usado em estudos de vibraes de baixa frequncia como vibraes em edificaes, e monitoramento de abalos ssmicos.

Detectar se um aparelho eletrnico esta em queda livre para que um circuito de proteo seja ativado.

Usado para detectar desaceleraes bruscas em automveis, no circuito de controle dos airbags.

Tipos de Acelermetro

Existem diversos mtodos para a construo de um acelermetro. Os principais so os capacitivos, piezoeltricos, piezoresistivos, e de efeito hall.

A variao na capacitncia gera uma variao de tenso no pino de sada do eixo que sofre a acelerao.

Medio de Acelerao:

Ao sofrer uma acelerao no sentido positivo do eixo a tenso de sada aumenta, e se for no sentido contrario ela diminui. Mas se a acelerao for perpendicular ao eixo, ela no ser detectada. A imagem abaixo ilustra esse principio

Medio de Inclinao:

Se um eixo do acelermetro (parado) ficar na direo da acelerao gravitacional, o sinal de sada desse eixo corresponde a 1g. Se esse eixo do acelermetro for inclinado por exemplo 45 graus, a acelerao sofrida pelo eixo ser (a = g*cos(45)), assim a tenso de sada desse eixo respondera da mesma maneira

Par tico

Formado por dois componentes: Um led emissor infra vermelho e um fototransistor (receptor) sensvel a luz infra vermelha.

O led emissor precisa de apenas 1,2V e 20mA para operar j que emite na faixa do infra vermelho.

J o fototransistor ao invez de ter o acionamento por uma corrente de base, acionado pela luz que recebe do led emissor.

Aplicaes Par tico

Pode ser utilizado na transmisso de dados sem fio a taxas que podem ir desde dezenas ate centenas de MHz , garantido assim o total isolamento entre o circuito que envia os dados e o que recebe

Tambm podem ser utilizados como simples detectores de passagem de objetos.

O multmetro ao lado pode enviar informaes a respeito das medidas que esto sendo realizadas via porta USB para um computador. A transmisso de dados feita por infra vermelho, garantindo total segurana para o computador.

Sensor indutivo de proximidade

Sensor indutivo dispositivo eletrnico que capaz de reagir a proximidade de

objetos metlicos, esses dispositivos exploram o princpio de uma bobina de induo.

Isso ocorre pois o objeto absorve parte do campo magntico essa variao

detectada pelo circuito do sensor que produz um sinal de sada, podendo ser a atuao de

um contato NA ou NF para corrente alternada ou contnua, um transistor ou ainda um sinal

varivel de tenso ou de corrente (sada analgica).

Sensor capacitivo de proximidade

Sensores capacitivos so sensores que detectam qualquer tipo de massa. Seu

funcionamento se d por meio de incidncia de um campo eltrico que gerado por

cargas eltricas em sua face, formando assim um capacitor.

caracterstica de todo capacitor o aumento de sua capacitncia quando

colocamos algum tipo de massa dieltrica entre seus eletrodos, sendo assim, quando

aproximamos qualquer material lquido ou slido face do sensor, ele atuar como massa

dieltrica aumentando a capacitncia.

Reed switch ou sensores magnticos

Os reed-switches ou interruptores de lminas consistem em dispositivos formados

por um bulbo de vidro no interior do qual existem lminas flexveis feitas de materiais que

podem sofrer a ao de campos magnticos.

Aproximando um im permanente do dispositivo, a ao do campo magntico faz

com que as lminas se magnetizem e com isso se atraiam, unindo-se.

Termistores

Um termistor um tipo de resistor cujo valor varia com a temperatura. O termo

vem da juno das palavras temperatura e resistor.

Termistores so largamente usados para medir temperatura, limitar corrente de

partida em circuito e componentes eltricos, proteo de sobre corrente, e podem ser usado

em circuitos de controle de temperatura.

Termistores

Existem basicamente dois tipos de termistores:

NTC um termistor que a resistncia diminui com o aumento da temperatura.

PTC um termistor que a resistncia aumenta com o aumento da

temperatura.