Sensor de Toque para Controle da Velocidade de Motor DC

Oi gente, tudo bem com vocês? Hoje eu trouxe um projeto que eu e a Belatrice apresentamos na disciplina de Eletrônica Analógica I, no quarto bimestre do ano passado. Como é um projeto do ano passado, eu não tenho mais comigo vídeos do funcionamento e nem mesmo a foto do circuito pronto, mas eu garanto pra vocês que o projeto funciona como esperado!

Bem, a imagem acima corresponde ao esquemático do circuito. Para saber mais do funcionamento, continue lendo este post!

Este projeto consiste em um sensor de toque para controlar a velocidade de um motor DC. A vantagem principal do circuito é que você pode aumentar ou diminuir a velocidade do motor sem trocar os componentes do projeto e sem mudar a tensão de alimentação.

Os sensores de toque, que no esquema são representados por dois Push Button, são na verdade pontos abertos no circuito. Você tanto pode usar os Push Button, como pode fazer como eu e a Belatrice, que deixamos o circuito aberto nesse ponto e usamos nosso próprio dedo para conectar as trilhas na placa (a corrente passaria por nosso dedo e o circuito não estaria mais aberto). Como a tensão usada é baixa e a corrente também, não é perigoso fazer dessa forma.

Além do motor DC que nós usamos, você poderia, por exemplo, controlar a intensidade do brilho de uma lâmpada. O importante é que a carga que você utilizar no lugar do motor não precise de mais corrente do que o transistor TIP122 aguenta - que é 5 A. Se quiser usar algo que precise de mais corrente, troque esse transistor por outro que atenda suas necessidades.

Bem, agora vou listar o que usamos para montar o circuito:

* CI LM324 (x1).

* Resistor 330 ohm (x1).

* Resistor 1 M ohm (x2).

* Resistor 470 k ohm (x2).

* Resistor 10 k ohm (x1).

* Resistor 4k7 ohm (x1).

* Diodo 1N2007 (x1).

* Transistor BC548 (x1).

* Transistor TIP122 (x1).

* Capacitor 10 uF (x1).

* Motor DC.

* Push Button (x2).

O circuito funciona utilizando um CI LM324 como comparador. Esse LM324 é alimentado no +Vcc com uma tensão de 9 volts e no –Vcc é conectado ao terra (0 volts).

Ao ligarmos o circuito na alimentação, o motor começa a girar em uma velocidade média, como é ilustrado na figura abaixo:

Quando tocamos no primeiro dos sensores, fechamos o circuito naquele ponto e criamos uma resistência da soma de R5 com R9 em série com a resistência do R1 que leva para a entrada não inversora do LM324, ligando-a a fonte de tensão do circuito. Isso permite a passagem de corrente pelo capacitor, que começa a se carregar. Como a tensão no capacitor está aumentando, a tensão na entrada não inversora do comparador também começa a aumentar.

O LM324 do circuito é usado na configuração com realimentação negativa. Como o CI é usado como amplificador não inversor, a saída nunca é saturada, funcionando sempre na região ativa. Dessa forma a tensão resultante de (e⁺ - e^-) é amplificada para a saída do LM324 e realimentada na entrada inversora.

Conforme a tensão na saída do LM324 aumenta, aumenta também a tensão na base do transistor Q1, o que resulta no aumento da tensão na base do transistor Q3. Conforme isso ocorre, também se altera a tensão e a corrente no coletor desse transistor, o qual está conectado ao motor DC. Dessa forma, altera-se a velocidade do motor, que passa a girar mais rápido.

Da mesma forma, quando tocamos no segundo sensor criamos uma resistência da soma de R2 com R7 em série com a resistência de R1, que leva para a entrada não inversora do LM324, ligando-a ao terra do circuito. Isso faz com que o capacitor comece a descarregar. Como o capacitor está ligado à entrada não inversora, a tensão nessa entrada começa a diminuir.

A tensão (e⁺ - e^-) continua sendo amplificada para a saída do LM324 e realimentada na entrada inversora. Contudo, como a tensão está diminuindo, a tensão na saída do CI também está diminuindo, o que diminui a tensão na base do transistor Q1. Por consequência, a tensão na base do transistor Q3 também diminui o que altera a tensão e a corrente em seu coletor. Dessa forma, o motor DC passa a diminuir de velocidade.

E por fim, para protegermos o motor DC, incluímos no circuito um diodo de roda-livre 1N2007. Essa proteção é necessária pelo fato de que quando a alimentação for retirada do circuito, ainda pode restar uma pequena corrente circulando, mas em sentido contrário. Essa corrente poderia queimar o motor, mas com o diodo lá, ela fica circulando por ele até se extinguir.

Bem, é isso. Espero que vocês tenham gostado do projeto!

Post escrito por Kytto.