Optoeletrónica
robótica
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Paula Domingues Formadora nas áreas de Eletrónica, Telecomunicações, Automação e Comando IEFP – Évora pauladomingues47@gmail.com
ELETRÓNICA INDUSTRIAL
Se analisarmos o espetro magnético, a maior parte das ondas eletromagnéticas são invisíveis, exceto aquelas que correspondem à luz visível.
Cada frequência, f (Hz), emitida, corresponde a um comprimento de onda, λ (metros), e transmite-nos a sensação de uma cor. A visão humana vê cores distintas, consoante o comprimento de onda da luz. A frequência, f, e o comprimento de onda, λ, estão relacionados com a velocidade da luz, c, através da seguinte relação matemática: c = λ.f A Tabela 1 mostra o comprimento de onda e o intervalo de frequências relativos a cada cor.
Tabela 1. Comprimento de onda e frequência das várias cores.
Cor
Comprimento de onda (A = 10-10 m)
Frequência (1014 Hz)
Violeta
3900 – 4500
7,69 – 6,65
Anil
4500 – 4550
5,65 – 6,59
Azul
4550 – 4920
6,59 – 6,10
Verde
4920 – 5770
6,10 – 5,20
Amarelo
5770 – 5970
5,20 – 5,03
Alaranjado
5970 – 5220
5,03 – 4,82
Vermelho
6220 – 7800
4,82 – 3,84
Um dispositivo optoeletrónico é qualquer dispositivo que tem a capacidade de transformar a energia luminosa em energia elétrica ou a energia elétrica em energia luminosa. Exemplos de dispositivos optoeletrónicos são o LED, o foto-díodo, o fototransístor, o foto-SCR, o foto-triac, entre outros. O LED (Light Emitter Diode) é um semicondutor especialmente construído para emitir radiação luminosa. O material utilizado no seu processo de fabrico determina o comprimento da onda produzida e, consequentemente, a sua cor. São utilizados o arsenieto de gálio, fosfato de gálio e fosfato de arsenieto de gálio, com diferentes composições que determinam a cor da luz emitida pelo LED. Os primeiros LEDs a serem fabricados eram exclusivamente vermelhos. Atualmente são fabricados LEDs de várias cores, nomeadamente amarelo, verde, vermelho, azul, laranja, ultravioleta e infravermelho. Os LEDs de infravermelhos são bastante utilizados em sistemas de comando à distância.
Figura 1. LED emissor e recetor de infravermelhos.
Da mesma forma que existem componentes que emitem luz quando entram à condução, também existem componentes que entram à condução quando recebem uma radiação luminosa. Exemplos deste último são o foto-díodo, a foto-resistência, o foto-transístor, entre outros. O foto-díodo é um semicondutor que entra à condução quando incide sobre a sua junção PN uma radiação luminosa. Este é um componente que funciona quando polarizado inversamente. A corrente produzida por um foto-díodo não é constante para todos os comprimentos de onda. Se submetermos um foto-díodo a diversas luzes de intensidades equivalentes, mas de cores diferentes, observamos que a corrente percorrida pelo dispositivo toma valores diferentes. Cada referência tem uma curva de resposta que lhe corresponde, de acordo com o comprimento de onda da luz que incide sobre ele. A escolha da referência deve ser baseada nas caraterísticas do componente face às necessidades. O foto-díodo OPT301 é um exemplo de um foto-díodo que inclui no seu encapsulamento um amplificador operacional, que faz a amplificação do sinal, o que lhe confere uma boa sensibilidade. Assim, para construir um sensor analógico de luminosidade basta alimentar este componente com duas tensões de polaridades opostas relativamente à massa.
Figura 2. Foto-díodo OPT301.
A corrente neste foto-díodo é de 0,47 A/W, ou seja, 0,47 Amperes por cada Watt de iluminação, para uma radiação luminosa com um comprimento de onda de 650 nm. A sensibilidade deste componente é de 0,47 V/μW, ou seja, cada μA no díodo produz 1 V à saída do componente.