1. Sensores pticosSensores pticos so usados na rea da automao de sistemas e coleta de dados, deteco de presena, luminosidade, temperatura, leitura de dados, especialmente desenvolvidos para aplicaes na automao robtica, montagem e movimentao de objetos. Eles so ideais para deteco e contagem de peas, monitoramento de altura de empilhamento, deteco atravs de vidro, alinhamento de peas pequenas, deteco de marcas, deteco de nvel e muito mais. O princpio de funcionamento geral de um sensor ptico consiste na colocao de emissores e receptores de luz. 1.1 Tipos de sensores pticos:Os sensores pticos podem ser divididos em dois tipos: os infravermelhos ativos e os passivos. Dentre os ativos, podemos caracterizar trs grupos principais, de acordo com o seu funcionamento: a) Sistema por Barreira (pticas alinhadas); b) Sistema por Difuso;c) Sistema por Reflexo. Um sensor dito ativo quando este possui um emissor e um receptor que detecta esta onda. Os sensores so ditos passivos quando estes possuem apenas receptores, ou seja, eles no emitem ondas infravermelhas, apenas detectam a movimentao destas nas suas reas de atuao.a) Sistema por Barreira O transmissor e o receptor esto em unidades distintas e devem ser dispostos em frente ao outro, de modo que o receptor possa constantemente receber a luz do transmissor. O acionamento da sada ocorrer quando o objeto a ser detectado, interromper o feixe de luz; A distncia mxima sensora nominal, informada pelo fabricante, para o sistema especificada como sendo a mxima distncia entre o transmissor e o receptor, o que no impede o conjunto de operar com distncias menores; Quando um objeto possui dimenses menores as mnimas recomendadas pelo fabricante, o feixe de luz contorna o objeto e atinge o receptor, que no acusa o acionamento.a. Princpio de funcionamento:Segue abaixo algumas figuras que ilustram o princpio de funcionamento:

Figura 1: Diagrama em blocos do sistema por barreira.

Figura 2: Diagrama em blocos da funo de transferncia do sistema por barreira

Figura 3: Diagrama do funcionamento do sistema por barreira.

b. Esquema eltrico do sensor de barreira infravermelhaA figura 4 abaixo mostra o esquema eltrico:

Figura 4: Esquema Eltrico do sensor de barreira infravermelhaO sensor constitudo por dois circuitos. No primeiro circuito, um led infravermelho diretamente polarizado ligado em srie com um resistor e o circuito alimentado por uma fonte de 12V. Desta forma o led emite um sinal um infravermelho que ser captado pelo segundo circuito sensor. Este consiste de um fotosensor inversamente polarizado que recebe o sinal do primeiro circuito. Enquanto o fotosensor est recebendo a luz infravermelha do primeiro circuito, a sada, conectada alimentao do transistor, permanece inativa. Quando a barreira violada, ou seja, o foto sensor deixa de receber a luz do led, passa a existir uma tenso na sada do circuito que ir alimentar o transistor de rdio. Os transistores do segundo circuito funcionam como chaves, fazendo com que exista ou no uma tenso na sada dependendo se a barreira est ou no quebrada, como foi dito acima.c. AplicaesA cada dia, a indstria como um todo vem empregando um maior nmero de sensores pticos devido, principalmente, a alta preciso, alta confiabilidade e a reduo de custos, alm de uma vida til enorme dos mesmos. Exemplos de aplicaes:

Exemplos de sensores pticos de barreiras: d. Vantagens e desvantagens do sensor de barreira infravermelha Vantagens: Podem detectar pequenos objetos a longas distncias; Os objetos podem ser opacos ou pouco translcidos; Devido sua habilidade de detectar atravs de ambientes sujos, como p, leo, entre outros, esses sensores fornecem grande confiabilidade e necessitam de pouca manuteno. Desvantagens: Mais caro, devido exigncia de emissor e receptor em separado; Necessita de duas conexes eltricas separadas; O alinhamento do feixe de luz emissor-receptor torna-se muito importante; No detecta objetos completamente transparentes.1.2 Exemplos de sensores pticos: LDR (Light Dependent Resistor)O foto resistor ou LDR um dispositivo cuja resistncia eltrica diminui quando aumenta a incidncia de radiao luminosa. Existe em diversos tamanhos e potncia, a figura a seguir mostra o smbolo e o aspecto fsico e so usados em deteco de fumaa, alarmes de segurana e roubo, controle de luminosidade, contagem de peas, etc.( a ) ( b )Figura 5: LDR ( a ) smbolo ( b ) resposta espectralA figura a seguir mostra duas aplicaes tpicas de deteco de luz, a primeira usando transistor e a segunda usando amplificador operacional. ( a ) ( b )Figura 6: circuitos de deteco de luz ( a )com transistor( b ) comamplificador operacional Na figura 2a na presena de luz o circuito ajustado (potencimetro de 47K) para que o transistor corte. Na ausncia de luz (escuro) a resistncia do LDR aumenta aumentando a tenso nele o que faz o transistor saturar ligando o rel.Na figura 2b no escuro a tenso na entrada no inversora deve ser levemente inferior tenso na entrada inversora, desta forma a sada do amplificador operacional aproximadamente zero e o rel estar desligado. Quando o LDR for iluminado, a tenso na entrada n inversora aumentara fazendo a sada do AO subir para aproximadamente 12V o que faz o transistor saturar ligando o rel. Fotodiodo e FototransistorUm foto diodo funcionaao contrrio do LED, isto , ao receber uma radiao luminosana juno, produzir uma corrente que ser proporcional intensidade luminosa. So usados basicamente para detectar a intensidade luminosa, a posio, cor e a presena. A figura a seguir mostra a polarizao e a curvacaracterstica. Cada uma das curvas da figuraxxx para um nvel de intensidade luminosa.

(a)(b)Figura 7: fotodiodo ( a ) polarizao ( b ) curva caractersticaCom o dispositivo no escuro a corrente ser devido aos portadores gerados termicamente (portadores minoritrios), essa corrente chamada de corrente no escuro, IS.Com a incidncia de luz na juno a corrente aumentar pois novos portadores de carga sero gerados. A corrente total (IT) atravs da juno ser dada por:IT= IS+IILIS a corrente de saturaoIIL a corrente devido radiao incidenteO fotodiodo tem um pico de resposta para um determinado comprimento de onda, para o qual produzido o mximo nmero de pares eletron-lacuna.Com o dispositivo no escuro a corrente atravs da juno (IS) corresponde corrente devido aos portadores minoritrios os quais so gerados termicamente. Com aincidncia de radiao luminosa na juno a corrente aumentar, pois novos portadores de carga(eltrons livres e lacunas) sero gerados. A corrente total atravs da juno ser dada por: IT= IS+ IILOnde: IS a corrente de reversa de saturao devido aos portadores gerados termicamente, portanto esse componente depende da temperatura, tambm chamada de corrente no escuro.IIL a corrente devido a incidncia da radiao luminosaA foto diodo tem um pico de resposta para um determinado comprimento de onda (cor), para o qual ser gerado o mximo de pares eletron-lacuna, sendomxima ao redor do comprimento de onda de 0,85m.O fototransistor mais sensvelque o fotodiodo, gerando umacorrente vezes maior, porm tem uma resposta em frequncia proporcionalmente menor. A resposta espectralest mostradana figura a seguir.

Figura 8: Fototransistor - Exemplo de resposta espectral Fonte:Detecting Infrared Radiation with a Phototransistor and an IR Filter;Edward V. Lee,American Physical Society, College Park, MDA figura a seguir mostraa polarizao do fototransistor na configurao emissor comum, a curva caractersticae o circuito equivalente. Paraa configurao emissor comum, a sada baixa quando o dispositivo iluminado e alta quando est no escuro.

Figura 9;Fototransistor (a ) e ( b ) configurao emissor comum ( c ) circuito equivalente ( d ) curva caracterstica de coletorOutra alternativa a configurao coletor comum, figura 7, na qual a sada ser alta com o dispositivo iluminado. A terceiraalternativa usada quando o terminal da base estiver disponvel e for desejado uma diminuio na sensibilidade do fototransistor. O fototransistor pode operar no modo ativo e no modo chave. No modo ativo a sada ser proporcional intensidade luminosa, essa aplicao usada nos casos em que se deseja comparar nveis de intensidade de radiao ou mesmo medir a intensidade da radiao. No modo chave a sada ser ou Vcc ou aproximadamente zero. Figura 10:Fototransistor polarizado (a) na configurao coletor comum (b) com terminal de base acessvelA corrente de coletor no escuro dada por:IC= .IS=IENa presena de radiao, portadores adicionais sero gerados, fazendo aparecer uma corrente IILque ser adicionada corrente no escuro. Acorrente total ser dada por:IC= . (IIL+IS) desta formaa correnteproduzida pela radiao luminosa ser multiplicada por. Pelo modelo podemos verificar a equivalncia entreum fototransistore um fotodiodo ligado a um transistor comum.1.2Comutadores e Refletores ticosSo basicamente um emissor e um receptor em um mesmo modulo, mas com abertura que permita a colocao de um anteparo para cortar o feixe. Pode ser um interruptor oude um anteparo para refletir o feixe, no caso do modulo refletor. A figura a seguir mostra, de forma simplificada, o princpio de funcionamento:

(a) ( b ) ( c )Figura 14:Refletor tico (a) aspecto fsico(b) esquemtico ( c ) dimenses (mm)Um exemplo de refletor tico o QRE00034 da Fairchild, o qual consiste de um diodo emissor infravermelho e uma foto transistor montados lado a lado em um eixo convergente. A foto transistor responde radiao somente quando um objeto refletor no seu campo de viso. (a)( b ) ( c )Figura 15:interruptortico (a) aspecto fsico (b) esquemtico (c) dimenses (mm)BIBLIOGRAFIA:UTILIZANDO ELETRNICA COM AO, SCR, TRIAC,SCR,555 Rmulo Oliveira Albuquerque e Antonio Carlos Seabra-Ed Erica.