Sensor de Luminosidade Crepuscular

Neste artigo um simples circuito, conectado a uma lâmpada incandescente, faz com que ela acenda em função da iluminação ambiente. O circuito descrito a seguir se trata de um sensor de luminosidade que proporciona um acionamento automático de uma lâmpada quando a luz ambiente diminui a certo nível ou apague quando a iluminação natural volta ao seu normal. Este tipo de circuito é conhecido como interruptor crepuscular.

Introdução

Muitas aplicações podem ser imaginadas para esse circuito se partirmos da idéia que podemos acionar uma lâmpada quando a iluminação, sobre o sensor, cair abaixo de um certo nível pré estabelecido. O funcionamento do circuito é semelhante ao sistema de iluminação pública presentes nos postes de ruas e avenidas.

Descrição do Sensor de Luminosidade: Interruptor Crepuscular

O circuito interruptor crepuscular poderá acionar somente lâmpadas incandescentes ou cargas resistivas com uma potência máxima de 100W (para a rede 127V) ou 200W (para rede 220V). Níveis de potência maiores podem ser obtidos mediante a alteração dos elementos de acionamento (SCR) e de retificação (ponte retificadora). Para aplicações domésticas, potência de iluminação de 100W e 200W são suficientes.
 

Uma desvantagem desse circuito é a presença de pequenas oscilações que ocorrem no estado de transição do circuito (Lâmpada desligada para Lâmpada ligada). Quando a transição da iluminação é lenta, como o caso do por do sol, o circuito não dispara instantaneamente, mas dá algumas piscadas antes de entrar em plena condução.
Porem o maior ponto positivo deste circuito, além de ser simples, é o fato dele não gastar energia, mesmo quando ligado, quando a lâmpada se encontra apagada. Assim mesmo com a lâmpada apagada o circuito não consume energia.

Funcionamento e Dicas de montagem

Todos os componentes do interruptor crepuscular podem ser encontrados nas melhores casas de eletrônica, pois são componentes de uso geral. O funcionamento do circuito é inteiramente baseado no funcionamento de um SCR, sendo ele o responsável por ligar ou desligar a lâmpada por intermédio de um sinal de comando.  O funcionamento de um SCR é melhor explicado nos post: “Como funciona o SCR” e “Como disparar e desligar um SCR”.

O segundo componente eletrônico importante para o circuito é o elemento sensível a luz, chamado LDR ou foto-resistor, que é um dispositivo que varia sua resistência em função da luz incidente, o LDR é muito usado na eletrônica. O LDR é o responsável pelo disparo do SCR em função da luminosidade.

Figura 1 - Funcionamento do sensor de luminosidade com SCR

 
Na figura 1 temos uma ilustração do funcionamento básico do circuito em função da luminosidade do ambiente. O foto-resistor faz o controle da corrente que é necessária para disparar o SCR. Quando o LDR está iluminado sua resistência interna é baixa, o que proporciona um melhor caminho para a corrente e evita que o SCR dispare. Quando o LDR se encontra no escuro sua resistência interna é elevada, a passagem da corrente é dificultada sendo drenada pela porta (G) do SCR, pois essa proporciona um melhor caminho nessa situação. Em outras palavras o LDR desvia a corrente de porta (G) para a terra quando se encontra iluminado (baixa resistência) e deixa a corrente chegar à porta (G) quando no escuro (alta resistência).

O SCR deve ser montado em um pequeno dissipador de calor, como mostrado na figura 2 para evitar sobre cargas térmicas que podem levá-lo a queima.

Figura 2 - Montagem do dissipador de calor

Montagem do Interruptor Crepuscular

O circuito do sensor de luminosidade é apresentado na figura 3. O circuito de disparo contem um potenciômetro P1 que permite ajustar o momento de disparo do SCR em função da luminosidade ambiente. A montagem pode ser feita com uma placa de circuito impresso ou barras de terminais.

Figura 3 - Circuito do sensor de luminosidade para interruptor crepuscular.

Uma sugestão de layout para a placa de circuito impresso é dada na figura 4.

Figura 4 - Sugestão de layout paro o interruptor crepuscular.

Na montagem final o sensor de luminosidade (LDR) deve possuir uma abertura para captar a iluminação ambiente e ser posicionado de tal forma que a lâmpada a controlar não interfira com sua luminosidade.

Uma dica de instalação em ambientes externo é usar uma saboneteira ou qualquer caixa plástica para fixação do circuito. Para ambientes internos a alternativa é usar a própria caixa do interruptor de parede, se essa estiver bem localizada e oferecer a captação da luz ambiente de forma continua.

O circuito apresentado nas figuras 5 foi instalado em uma saboneteira transparente e fixado na varanda com o objetivo de iluminar automaticamente o ambiente durante a noite e desligar durante o dia mesmo quando não estamos presentes.

Figura 5 - Sugestão para montagem final e instalação do sensor de luminosidade crepuscular.

Lista de Componentes