Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR ...daelt.ct.utfpr.edu.br/elisanm/Eletronica/Rot07_TJBChaveLDR_S25.pdf · Data da realização: ... Figura 1- a) e b) Simbologia

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.






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)






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

http://ronja.twibright.com/datasheets/cds-resistor-pgm.pdf

http://ronja.twibright.com/datasheets/cds-resistor-pgm.pdf






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.






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.






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.

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