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Sensor de cores
João Eduardo Penteado1Leandro Ceronato2, Rafael Cavali,3
1Ensitec, Curitiba, Brasil, Joã
[email protected]
2Ensitec, Curitiba, Brasil,
[email protected]
3Ensitec, Curitiba, Brasil,
[email protected]
Resumo: será apresentado a montagem e funcionamento de um sensor
fototransistor, fotodiodo, que detecta apenas materiais de cor vermelha,
em uma situação que são apresentados elementos nas cores vermelha, verde e
azul.
1. INTRODUÇÃO
Neste trabalho serão abordados conceitos teóricos e práticos da montagem de
um circuito que detecta qual das caixas, disponíveis em três cores são
postas sobre o sensor. Para tal é necessário o entendimento do
funcionamento de alguns componentes eletrônicos, bem como a associação
deles com o principio físico envolvido.
1.2. Conceito básico sobre sensores
Em sua maioria atuam em sistemas de automação, unidades de processamentos
que enviam comandos para atuadores que irão impactar diretamente no
processo. O retorno destas ações é fornecido pelos dispositivos de
detecção.
Os sensores tem por finalidade recolher informações do processo industrial
e transmitir essas informações para a sentral de processamento,os quais
podem ser de posição,quantidade,presença,partes de maquinas,objetos ou
pessoas.pode-se dizer que os sensores são os olhos de um sistema de
automação.
1.3.O LDR (do inglês Light Dependent Resistor) é um resistor que o valor de
sua resistência varia de acordo com a luz incidente sobre ele.a relação
intencidade luminosa e a corrente que passa por este resistor é
caracterizada segundo a figura 1.
Figura 1.
Pelo gráfico pode perceber que quando a intensidade luminosa aumenta sobre
o LDR, a corrente sobre ele também aumenta. Logo se conclui que a
resistência do dispositivo diminui.
Além disso, nota-se também que existe um valor limite mínimo para este
sensor. Este é o ponto de saturação, ou seja, mesmo que a iluminação
aumente, o valor da resistência permanecerá praticamente o mesmo.
Uma aplicação real deste resistor variável é a de iluminação publica. Usa-
se foto sensores para saber se a luminosidade do ambiente ainda é o
suficiente. Caso contrario um circuito acionador liga as lâmpadas dos
postes, garantindo que a cidade não fique ás escuras
1.4. Amplificadores operacionais (Amp op's)
São dispositivos extremamente versáteis com uma imensa gama de aplicação em
toda a eletrônica. Eles são encarados como m bloco fundamental na
construção de circuitos analógicos.
Constituídos pela junção de resistores, capacitores e transistores, os
Amp Op's apresentam como funcionalidade a realização de operações
matemáticas (somador, integrador, subtraidor, etc), sendo bastante
utilizado na implementação de projetos mais complexos.
Sua configuração básica contém cinco terminais, sendo V+ a entrada não
inversora, Vout o terminal de saída, e VS+ e VS- os terminais de
alimentação,como pode ser observado na figura 4.
Figura 4.
Para a compreensão dos Amp op's reais, é necessário saber algumas
características dos ideais, principalmente quanto a características
funcionais, que são:
a) Impedância de entrada infinita;
b) Impedância de saída nula;
c) Ganho de tensão infinito;
d) Resposta de frequência infinita;
e) Insensibilidade à temperatura;
Para efetuar alimentação de Amp Op's utilizam-se fontes simétricas, no qual
o ponto de referencia (GND) encontra-se entre elas. Entre tanto a alguns
CI's que permitem uma alimentação assimétrica, tendo como exemplo o LM 324.
Quanto ao funcionamento de um Amp Op's, ele pode ser comparado com um
sensor que mede a diferença de tensão entre os terminais das entradas
inversora e não inversora multiplicando o módulo dessa diferença por um
valor A, que representa o ganho da malha aberta do Amp Op's. Dessa forma, é
possível expressar esse comportamento por meio da equação:
Vout = A.(V+ - V-)
2. OBJETIVO
Fazer com que o sensor detecte apenas a caixa vermelha.
Desenvolver um circuito eletrônico capaz de executa a função desejada.
Compreender conceitos básicos de alguns componentes eletrônicos.
Aprimorar os conceitos teóricos aprendidos no curso de tecnologia em
mecatrônica industrial envolvendo-os com a prática.
3. MÉTODOS
Através de pesquisas feitas em livros e na internet, partindo de um ponto
especificado pelo professor e baseando-se em circuitos já existentes teve-
se o inicio do trabalho.
3.1. Solução e proposta
Durante as diversas aulas a que se destinaram ao desenvolvimento do Projeto
Integrador, assim como nas aulas cujas disciplinas estavam associadas à
resolução de problemas, relacionados à indústria, foram feitas análises e
questionamentos a cerca do que se pede a fim de tornar as variáveis destas
conhecidas, para então encontrar a melhor forma de resolvermos o mesmo,
tendo como base o funcionamento de sensores já existentes, afim de que, a
partir das características dos mesmos iniciemos o projeto.
4. RESULTADOS
Através da montagem do circuito proposto, o mesmo devera executar a função
desejada no qual consiste em detectar, objetos de cor vermelha.
5. DISCUSSÃO
Sensor de cores, baseiam-se na propriedade dos materiais em termos de
intensidade de reflexão de luz, dependente de sua cor, ou seja para objetos
que foram produzidos com o mesmo material e possuem cores diferentes então
a
Então para se construir um sensor de cores utilizou-se como base o sensor
de luz refletida mostrado na figura 2. Para que a precisão do sensor seja
adequada a sua aplicação será necessário que tenhamos uma camara
escura,onde o valor de tensão do sensor seria medido penas quando o sensor
receber luz refletida da caixa.
Na figura 3 esta exposta o circuito para detecção da tensão que será vista
nos terminais dos resistores de 1M quando forem expostas as cores
diferentes.
Figura 2.
Figura 3.
5.1. Comparador de tensão
Num comparador de tensão como o próprio nome já diz, é um circuito
responsável em comparar qual das tensões de entrada é maior, em que a
resposta "sim" ou "não" será associada a produção de níveis de tensões
diferentes, I, E, se a tensão não inversora for maior que a tensão
inversora, o comparador uma tensão em nível alto, que equivalerá ao sim;
caso contrario, a saída será baixa, correspondendo ao não,figura 5 circuito
comparador.
Figura.5
5.2. Circuito detector de cores com saída digital.
O circuito digital para a identificação de cores consiste em três
comparadores de tensão, um para cada cor em questão(vermelha, verde, e
azul),onde o valor de tensão medido no circuito divisor de tensão do sensor
de cores é comparado com um valor de tensão ajustado por um circuito
resistivo em série no qual três destes resistores são variáveis para o
ajuste de tensão,figura 5.
5.3. Procedimento Experimental
Para se projetar um circuito primeiro faz-se a medição de tensão no
circuito divisor de tensão do sensor de cores e notam-se os valores para
as tensões correspondentes a cada uma das cores na Tabela 1.
" " "
"Cor "Tensão "
" "no sensor "
" "R2+R3+R4 "
"Azul "Req "
"Verde "R3+R4 "
" "Req "
"Vermelh" R4 "
"o "Req "
Tabela. 1
Em seguida se projeta o circuito divisor de tensão para a comparação com os
valores obtidos na tabela anterior, como feito a seguir.
Para resolver a equação fixa-se o valor de R4=10k e se desenvolve o
sistema de equações. por fim monta-se o circuito mostrado na figura 6.
Figura. 6
Como o circuito foi projetado as saídas digitais correspondentes serão:
001=> Azul
011=>Verde
111=>Vermelho
E isto pode ser verificado com o acendimento dos LED's conforme as
caixas forem postas em contato com o sensor.
6. CONCLUSÃO
Neste documento foi exposto a construção de um simples sensor para a
detecção de cores usando o método da intensidade da reflexão de luz
intrínseco a cada cor.Para tal foram desenvolvidos alguns conceitos de
circuitos elétricos e eletrônicos que fazem de grande valia a atividade,
visto a possibilidade de se aplicar tais conceitos em uma aplicação que
pode ser utilizada no cotidiano ou na área industrial.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 14724: Informação e
documentação: trabalhos acadêmicos: apresentação. Rio de Janeiro, 2005.
SANTOS, A. R. dos. Metodologia Científica: A Construção do Conhecimento. 6.
Ed. Rio de Janeiro: DP&A, 2004.
Daniel Thomazini & Pedro Urbano Braga de Albuquerque. SENSORES INDUSTRIAIS
FUNDAMENTOS E APLICAÇÕES.4.ed.erica
http://pt.azdoctips.com/doc/55037266/Sensor-de-Cores
