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Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica – DAELT
Engenharia Elétrica e/ou Controle e Automação
Disciplina: Laboratório de Eletrônica – ET74C
Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes
ROTEIRO OFICIAL 07
TJB operação discreta com LDR
Visto_______________
Data da realização: ______/______/2017
Data da entrega: ______/______/2017
NOTA:
ASSIDUIDADE 1,0
ESTÉTICA 1,0
CONTEÚDO 2,5
COLETA DADOS 3,0
CONCLUSÃO 1,5
EXERCÍCIOS 1,0
TOTAL
Redação da introdução teórica realizada por:
Equipe:
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
CURITIBA 2017
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica - Engenharias
Eletrônica 1 – ET74C - Laboratório
Prof.ª Elisabete N Moraes
ENM 2/7 Rot07_TJBChaveLDR_S25
c)
ROTEIRO 07 – Transistor Bipolar Operação como chave1 (roteiro originalmente desenvolvido pelos profs. Jair e Eduardo)
Objetivos: Verificar e interpretar o funcionamento do transistor bipolar NPN, nas regiões de corte e saturação por meio do sensor de
luminosidade – LDR.
Pré-requisitos:
Capítulos 03 e 04 do livro Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos – Boylestad;
Capítulo 04 do livro Microeletrônica – Sedra (4ª Ed.).
▪ 01 fonte CC variável;
▪ 01 protoboard
▪ 02 multímetros
▪ 01 LDR (peça código para ter acesso ao datasheet se possível)
▪ 02 transistor BC 547 ou BC 548 ou BC337 ou similar
(o 2º TJB é sobressalente!!). Tenha o datasheet do
TJB a ser usado na prática!!
▪ 01 diodo LED convencional;
▪ 01 resistor 1k de 1/4W ou 2k2 //
▪ 01 resistor 10k de 1/4W
▪ 01 resistor de 470 de 1/4W
▪ 02 resistor de 100 de 1/4W
▪ 01 Potenciômetro linear de 100k
preferencialmente com terminal tipo
pino para encaixe em protoboard
ORIENTAÇÕES SOBRE POTENCIÔMETRO
O potenciômetro é um componente apropriado para variações constantes da resistência elétrica do
circuito.
Figura 1- a) e b) Simbologia do potenciômetro. c) Aspecto construtivo
R13=R31 resistência fixa igual ao valor do potenciômetro, por exemplo: 100k
R12 resistência variável crescente, por exemplo: 0 a 100k, ou seja, variando a haste do
potenciômetro no sentido horário a resistência aumenta.
R32 resistência variável DEcrescente, por exemplo: 100k a 0, ou seja, variando a haste do
potenciômetro no sentido horário a resistência diminui.
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ENM 3/7 Rot07_TJBChaveLDR_S25
Dependendo do tipo do potenciômetro, faz-se necessário soldar fios flexíveis, nos terminais de conexão
do potenciômetro, conforme ilustra a Figura 2a) abaixo. Este procedimento, além de facilitar a conexão
mecânica no protoboard assegura a sua conexão elétrica. A ilustração da Figura 2b) é indicado para
fixação em protoboard e dispensa a soldagem de jumpers.
Figura 2- Potenciômetro a) com terminal tipo olhal. É necessário soldar jumpers. b) terminal tipo pino. Apropriado
para encaixe em protoboard.
A Figura 3, apresenta o símbolo do TRIMPOT, cuja finalidade também é a variação de resistência, porém o uso e construção mecânica é indicada para aplicações em que há o AJUSTE da resistência e este valor seja mantido sem a frequente variação da resistência durante a operação do circuito. Observar que o símbolo contém um segmento de reta no terminal variável ao invés da seta. Figura 3- Ilustração comparativa entre os componentes e o símbolo do
TRIMPOT e do POTENCIÔMETRO.
Créditos: http://daycom.com.br/geral/eletronica-basica-para-
mecatronica-parte-1/
Preparação:
1. Faça o esboço do TJB NPN por analogia por diodos: 2. Com o auxílio do multímetro, identifique o tipo e os terminais do transistor.
BC ________
MULTÍMETRO DIGITAL terminal + Terminal - Leitura (mV)
1 2
1 3
2 1
2 3
3 1
3 2
ESBOÇO DO ENCAPSULAMENTO TJB
(indique os terminais de E, B e C)
a) b)
a) b)
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3. Meça os resistores e anote os valores: R1k=____________ R10k=________________ R470=__________________ 4. Usando a função teste semicondutor do VOM digital, identifique os terminais do led: Cor:____________ Vj_led=_________ 5. Fotoresistor ou LDR – (Light Dependent Resistor ou em português Resistor Dependente de Luz), cujo
aspecto, símbolo e curva característica está indicada na Figura 4. É um componente eletrônico que consiste numa substância sensível à luz (sulfeto de cádmio) que permite que sua resistência aumente ou diminua conforme a quantidade de luz que nela incide. Assim, quanto mais escuro estiver o ambiente onde se localiza o LDR, maior será a sua resistência elétrica. A sua especificação é dada por uma faixa de resistência a um iluminamento de 10Lux. Observe o datasheet no link: Datasheet fotoresistor. Meça com o MD, de modo empírico a resistência aproximada do LDR nas condições escuro e claro e em duas outras condições intermediárias: OBS: CUIDADO AO MANUSEAR O LDR, os terminais são frágeis.
Figura 4- Curva de resposta do LDR, seu símbolo e aspecto do componente.
RLDR escuro= _________________ RLDR menos escuro1= ______________ RLDR menos escuro2= _________________ RLDR claro= _________________
Desenvolvimento:
6. Monte o circuito da Figura 5. 7. A chave indicada no circuito é um jumper que terá sua
posição modificada manualmente pela equipe. 8. Verifique e descreva o funcionamento do led circuito para a
chave na posição 1 e 2. Figura 5 – Circuito com transistor e diodo LED em série.
9. Com o jumper na posição1 meça: VBE=__________ VCE=______________ VCB=______________
VR10k _____________ VR1k=___________ VLED=___________
12
1k12V
IC
10k
TJB
IB
EB
C
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12
1k12V
IC
10k
TJB
IB E
B
C
10. Calcule: IB =_______________ Ic =_______________ IE =_______________ VR1k + VCE + VLED =______ +_______+ ________ =____________ VR10k + VBE = _______+ ________ =____________ 11. Descrição do funcionamento posição 1: _____________________________________________
_____________________________________________________________________________
12. Posição 2: observar a polaridade das pontas de prova do multímetro ao medir VCB. VBE=__________ VCE=______________ VCB=______________
VR10k _____________ VR1k=___________ VLED=___________
13. Calcule: IB =_______________ Ic =_______________ IE =_______________ VR1k + VCE + VLED =______ +_______+ ________ =____________ VR10k + VBE = _______+ ________ =____________ 14. Descrição do funcionamento posição 2: ____________________________________________
_____________________________________________________________________________
Questão 2 para o relatório: explique detalhadamente o modo de operação do transistor para a condição do circuito da Figura 5, fazendo a análise do valor de VBE e a relação com o valor de VCE para cada uma das posições da chave. Inclua nessa análise como que o led opera para cada uma das posições da chave.
15. Monte o circuito da Figura 6. Verifique e descreva o funcionamento do circuito para o interruptor
nas posições 1 e 2.
Figura 6 – Circuito com transistor e diodo led em paralelo.
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TJB1
1k
12V
P1
LDR
IB
ILDR
Rled
4701
2I1
I 2
Rldr 50
Atenção na polaridade das pontas de prova do multímetro ao medir VCB. 16. Posição 1 Meça: VBE=__________ VCE=______________ VCB=______________ VR10k _____________ VR1k=___________ 17. Calcule: IB =_______________ Ic =_______________ IE =_______________ 18. Posição 2 (polaridade de VCB), meça: VBE=__________ VCE=______________ VCB=______________ VR10k _____________ VR1k=___________ 19. Calcule: IB =_______________ Ic =_______________ IE =_______________
Questão 3 para o relatório: explique detalhadamente o modo de operação do transistor para esta condição, fazendo a análise do valor de VBE e a relação com o valor de VCE para cada uma das posições da chave. Inclua nessa análise como que o led opera para cada uma das posições da chave e o que diferencia sua operação em relação ao circuito da figura 3.
20. Monte o circuito da Figura 7. O Rldr são 2x100ῼ//. 21. Verifique o seu funcionamento alterando a luminosidade sobre o LDR e simultaneamente ajuste o
potenciômetro P1para que o LED apague. 22. O Resultado esperado é que o LED acenda e apague quando houver variação de luz sobre o LDR. 23. Meça as grandezas indicadas abaixo:
Atenção na polaridade das pontas de prova do multímetro ao medir VCB. LED aceso LED apagado
VBE=______________ VBE=______________
VCE=______________ VCE=______________
VCB=______________ VCB=______________
VR470=_____________ VR470=_____________
VLED=___________ VLED=___________
VR1k=_____________ VR1k=_____________
Vpot1-2=___________ Vpot1-2=___________
VLDR=_____________ VLDR=_____________
VRldr=____________ VRldr=___________
Figura 7 – Circuito com transistor operado por LDR.
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24. Calcule: Ic = VR470/R470 = _______________ I1 = VR1k/1k = _______________=__________ I2 = IRLDR = VRldr/50 =_____________= __________ IB = I1 – I2 =_______- ________ = _________ IE = IC + IB = _______________ Após as medições, retire o potenciômetro do circuito --sem movimentar a sua haste de ajuste e meça a resistência entre os terminais 1-2 do potenciômetro. Rpot 1-2=_______________
Questão 4 para o relatório
Descreva o funcionamento, enfatizando a luminosidade com a condição de funcionamento do LED, VCE e VBE, estabelecendo um comparativo entre o funcionamento do item 20 e do item 24.
Questionário: 1. Esboce a curva característica aproximada do LDR, R=f(luminosidade) com base nos dados
medidos no item 5. 2. Calcule a o valor aproximado da resistência do LDR para a o circuito da figura 5 na condição do
led aceso. 3. Houve alteração no sinal da tensão medida nos terminais C e B do TJB. Em caso positivo
justifique o fato baseando-se na condição de como as junções BE e BC devem estar polarizadas para o funcionamento do TJB como chave eletrônica e como amplificador.
4. Exercício 6 do Boylestad indicado ao lado. 5. Exercício 12 do Boylestad abaixo.