SCHMITT TRIGGER COMPARADOR DE HISTERESEANDR LUIZ NORBIM DE ASSIS anorbimdeassis@gmail.com Circuitos Eltricos I TURMA ELE090

Sumrio 1. Introduo 2. Referencial Terico 2.1. Princpio de funcionamento de um LDR. 2.2. O Amplificador Operacional 2.3. Amplificador Operacional como Comparador 2.4. O modelo de Um Amplificador Operacional. 2.5. Comparador de Histerese ou SchmittTrigger 3. Implementao 3.1. Esquema do Circuito 3.2. Memorial de Calculo 4. Resultados 4.1. Simulao de diversos Comparadores 4.2. Simulao do Circuito prtico 5. Concluso 6. Bibliografia

1 - Introduo Este trabalho consiste em um estudo superficial dos Amplificadores operacionais, dos circuitos comparadores feitos com Amplificadores Operacionais e por fim dos Circuitos comparadores de Histerese. Primeiro foi feita uma explicao sobre o princpio de funcionamento de um LDR(Light Dependant Resistor).Em seguida feita uma descrio bsica do funcionamento dos amplificadores operacionais. Segue se explicando o funcionamento dos circuitos comparadores de tenso usando Amplificadores Operacionais. Apresenta se a exposio do funcionamento de um comparador de histerese. So propostos alguns exemplos de comparadores inversores e no inversores com exemplos de diferentes valores de referencia.Em seguida um circuito simulado usando o simulador JAVA CIRCUIT visando a comprovao do que foi dito na fundamentao terica. Segue se ento uma apresentao do modelo terico para Amplificadores Operacionais, vlido para operao em baixas frequncias. Aps este apresenta se a teoria sobre os Comparadores de Histerese ou ScmhittTriggers.No final apresentamos uma aplicao prtica de circuito usando o amplificador operacional LM741.

2 - Referencial Terico 2.1 - Princpio de funcionamento de um LDR. Definio de LDR Light Dependant Resistor Resistor dependente de Luz ou seja um Foto resistor O LDR um resistor, ou seja um elemento que possui resistncia a passagem de corrente eltrica. Mas ele difere dos resistores comuns pelo fato de sua resistncia ser varivel. Os resistores comuns tem uma resistncia fixa sejam eles expostos a luz ou no. O LDR feito com um tipo de material, que tem uma caracterstica interessante. Esse material o sulfeto de Cdmio , um semicondutor que possui um Gap de energia direto que o torna capaz de detectar a presena de luz. O material do LDR sensvel a luz e tem seu valor de resistncia alterado na presena de luz. Quando medimos a resistncia de um LDR na presena de luz, ela menor do que se a medirmos em um ambiente escuro ou seja sua resistncia e inversamente proporcional a luz incidente sobre ele. O LDR sensvel a radiao eletromagntica visvel(de 400 a 700 nm). A construo de um LDR feita de maneira que o sulfeto de cadmio seja depositado em uma superfcie e que o material fotossensvel seja conectado a terminais. A resistncia de um LDR varia linearmente com a intensidade de luz R=C.L.a onde R a resistncia , L a luminosidade em lux e C a so constantes que dependem do processo de fabricao. A energia luminosa incidente desloca eltrons da camada de valncia para a camada de conduo e mais eltrons liberados significam menor resistncia a passagem de corrente. Oseltrons fracamente presos ao ncleo so liberados com a incidncia de luz. Abaixo na figura 1 vemos um tpico LDR .

- Fi

1 Um t i

LDR

2.2 O ampli i ador Operacional Um ampli i ador operacional um circuito eletrnico capaz de realizar uma srie de operaes aritmticas como soma, subtrao, multiplicao, inverso etc. O OpAmp possui um alto ganho de entrada e pode operar como um ampli icador de pequenos sinais, operando em sua regio linear (sinais de bai a voltagem na ordem de milivolts) ou pode operar em saturao(positiva ou negativa). Abai o uma ilustrao do ampli icador operacional:

Alimentao Positiva

Entrada No inversora Sada Entrada inversora

Alimentao Negativa - Figura 2 Um Ampli icador Operacional Um ampli icador operacional possui: y Entrada inversora (Vp) y Entrada no inversora(Vn) y Sada(Vo) y Alimentao Positiva (+vcc) y Alimentao Negativa (-vcc)

O sinal de sada do AmpOp pode ser escrito da seguinte forma: V0=A(Vp -Vn). Onde A o ganho do ampop , Vp a tenso na entrada no inversora,Vn a tenso na entrada inversora.Abai o podemos ver a caracterstica de transferncia(real) do Amp Op.

Figura 3 Caracterstica de Transferncia de um Amplificador Operacional Como o ganho de um AmpOp da ordem de 1.000.000 de vezes, o amplificador s opera na zona linear para valores de entrad da ordem de milivolts.Quando as a entradas apresentam valores da ordem de volts o AmpOp opera nas regies de saturao positiva ou negativa dependendo dos valores de tenso presentes em suas entradas inversora e no inversora.

2.3 - Ampli icador Operacional como Comparador Se o potencial presente na entrada no inversora (Vp) do AmpOp for maior do que o potencial presente na entrada inversora (Vn) o ampop opera em satura positiva , isto a sada Vo o tem um nvel de tenso igual a +VCC. Se o potencial na entrada inversora (Vn) for maior do que o potencial na entrada no inversora (Vp), o AmpOp opera em saturao negativa, isto , sua sada vai Vo vai apresentar o potencial +VCC.

Alimentao Positiva = +VCC

Vp = Entrada No inversora Sada = Vo Vn= Entrada inversora

Alimentao Negativa = -VCC Figura 4 Entradas e sadas de um Amplificador Operacional

y y

Vp>Vn ---- Vo=+VCC Vp