EST - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal
Microcontroladores
Opto-electrónica
A opto-electrónica é importante pois permite, por exemplo, interligar um circuito
de fraco sinal com um outro de sinal forte. Os optos-acopladores possuem um receptor
que funciona por polarização através de luz emitida por um emissor, geralmente um
díodo luminoso (LED). Este tipo de componente isola os circuitos de outros com
tensões elevadas (ordem dos 800V de pico) protegendo assim o circuito com tensões
mais fracas.
Existem opto-acopladores de diversos tipos: transístores (4N25, 4N26), tiristores,
triacs (MOC3021, MOC3020) e outros.
Figura 1: Circuito de acoplamento entre sinais digitais e analógicos de potência elevada
O esquema aqui apresentado é constituído por um opto-acoplador a triac
(MOC3021) e por um triac (BT139), controlando a potência entregue à carga em função
de um determinado valor do ângulo de disparo, que determina o maior ou menor tempo
de passagem das alternâncias da fonte de sinal V1.
O MOC3021 é composto por um díodo luminoso (LED) que, através da luz que
emite, coloca o foto-triac no estado de condução. A condução do triac do MOC3021
deixa passar as duas alternâncias da fonte V1, que são atenuadas pelos divisores
resistivos R1 e R2. O triac coloca uma tensão de disparo na gate do BT139, este, por
sua vez, fecha o circuito fazendo acender a lâmpada (carga resistiva pura). O brilho da
lâmpada poderá ainda ser ajustado através de R2, que, basicamente, altera o tempo de
condução do triac, colocando mais ou menos energia na carga.
Parâmetros que caracterizam o MOC3021
Parâmetros
Corrente directa do LED emissor (IF)
Tensão inversa no emissor (VR)
Potência máxima do emissor (PFM)
Tensão directa do LED emissor (VF)
Corrente de corte do receptor (IDRM)
Máxima tensão no receptor (VTM)
Valor
60mA
3V
100mW
1,5V
100nA
3V
Tabela 1: Valores típicos de tensões e correntes para O MOC3021
Nuno Gonçalves, nº3550, e João Neves, nº2691, Microcontroladores, Curso EC, 2003/04
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Limitações de funcionamento do triac BT139
Sendo o triac um dispositivo bidireccional deixam de ter significado as limitações
aO nível de tensões inversas, problema existente no tiristor (VRpp). No entanto as
limitações existem ao nível da:
•
•
•
Potência máxima dissipada (Pmáx) e máxima temperatura de junção( Tjmáx).
Valores máximos de tensão (VGmáx), corrente(IGmáx) e potência (PGmáx) de gate.
Limites máximos de valores eficazes, de pico não repetitivo e de pico
repetitivo da corrente e tensão.
Alguns valores típicos desses parâmetros, para a serie da BT139 da Phillips, são:
Parâmetros
Potência máxima na gate (PGmáx)
Tensão máxima na gate (VGmáx)
Corrente máxima na gate (IGmax)
Temperatura máxima de junção(Tjmax)
Tensão inversa de pico (VDRM)
Corrente máxima eficaz (ITRMS)
Valor
5W
5V
2A
125º
800V
16A
Tabela 2: Valores típicos de tensões e correntes para um triac
O dimensionamento das resistências para se conseguir um bom funcionamento do
circuito teve como base os parâmetros das correntes e tensões que os dispositivos
activos podem suportar (MOC3021 e BT139).
O código para um microcontrolador da série MCS-51 que permite comandar a lâmpada
é tão simples quanto o siguinte:
CLR CONTROL ; permite ligar a lâmpada
STEB CONTROL; permite desligar a lâmpada
O bit CONTROL é o apresentado na figura 1.
Nuno Gonçalves, nº3550, e João Neves, nº2691, Microcontroladores, Curso EC, 2003/04