Relatório Semanal 18/11/2010 a 24/11/2010

Informanos que devido a dificuldades técnicas o grupo decidiu alterar a linha de desenvolvimento do projeto para tentar trabalhar com as mesmas questões iniciais, porém de forma simplificada. De tal forma alteramos a composição prática, que já foi adquirida e será montada ao longo da última semana do trabalho.

1. Ações previstas para a semana: Selecionar o método ideal para adaptação do sitema ao sensor escolhido e desenvolver o mesmo.
2. Ações realizadas na semana: Constatação da inviabilidade do projeto no formato inicial e pesquisa de um mais adequado às condições de desenvolvimento.
3. Pendências principais: Montagem do circuito da "Vela Mágica" e inversão do sistema para aceso na ausência de luz e apagado na presença da mesma.
4. Dificuldades principais: Encontrar o método que possibilite a inversão desejada.
5. Materiais práticos a providenciar: Em estudo.
6. Materiais teóricos a providenciar: A explicação do novo projeto bem como o diagrama do circuito serão postados no blog assim que possível.
7. Contatos a realizar: Por hora nenhum.
8. Idéias a explorar: Inversão do sistema.
9. Encaminhamentos para semana seguinte: Montagem do circuito.
10. Encaminhamentos para semanas posteriores: Finalização do projeto.
11. Análise do cumprimento do cronograma: n/a
12. Avaliação do andamento do projeto: Algumas dificuldades técnicas atrapalharam o desenvolvimento, mas medidas já foram e estão sendo tomadas para o retorno à concepção inicial.
13. Observações e comentários gerais: nenhum

Questão Energética Mundial

Como podemos observar nesse gráfico, as energias limpas ainda representam uma pequena parcela no consumo de energia mundial. Carvão e Petróleo representam 60% da matriz energética total. Devido ao agravamento das mudanças climáticas se torna cada vez mais urgente o surgimento de novas tecnologias que ajudem a diminuir o consumo.

Como funcionam os sensores de luz e alarmes antifurto?

Há muitas maneiras diferentes de se criar um sensor de movimento.

• É comum as lojas terem um feixe de luz cruzando o espaço perto da porta e um fotosensor do outro lado desse espaço. Quando um cliente quebra o feixe, o fotosensor detecta a mudança na quantidade de luz e toca uma campainha;
• Muitos supermercados têm abridores de porta automáticos que utilizam uma forma muito simples de radar para detectar quando uma pessoa passa perto da porta. A caixa acima da porta envia uma quantidade de energia de rádio de microondas e aguarda que esta seja refletida de volta. Quando uma pessoa se move no campo da energia de microondas, ela altera a quantidade de energia refletida ou o tempo que leva para a reflexão chegar, fazendo com que a caixa abra a porta. Como esses dispositivos utilizam radar, eles freqüentemente colocam em funcionamento detectores de radar;
• A mesma coisa pode ser feita com ondas de som ultrasônico, refletindo no alvo e esperando pelo eco.

Todos eles são sensores ativos. Eles injetam energia (luz, microondas ou som) no ambiente para detectar qualquer espécie de alteração.

O "sensor de movimento" na maioria das lâmpadas automáticas (e sistemas de segurança) é um sistema passivo que detecta energia infravermelha. Esses sensores são conhecidos como detectores PIR (infravermelho passivo) ou sensores piroelétricos. Para fabricar um sensor que possa detectar uma pessoa, é necessário fazer com que o sensor seja sensível à temperatura do corpo humano. Pessoas, que têm a temperatura da pele ao redor de 34°C, irradiam energia infravermelha com comprimento de onda entre 9 e 10 micrômetros. Portanto, os sensores são normalmente sensíveis na faixa dos 8 a 12 micrômetros.

Os dispositivos são simples componentes eletrônicos simples como um fotosensor. A luz infravermelha joga elétrons em um substrato e esses elétrons podem ser detectados e amplificados em um sinal.

Você provavelmente deve ter notado que a luz é sensível ao movimento, mas não a uma pessoa que fica parada. Isso acontece porque o pacote eletrônico preso ao sensor fica aguardando uma mudança rápida na quantidade de energia infravermelha que está enxergando. Quando uma pessoa caminha perto do sensor, a quantidade de energia infravermelha no campo de visão muda rapidamente e é facilmente detectada. Você não quer que o sensor detecte alterações pequenas, como a calçada esfriando à noite.

O sensor de movimento da lâmpada automática possui um amplo campo de visão devido à lente que cobre o sensor. A energia infravermelha é uma forma de luz, portanto você pode focalizá-la e flexioná-la com lentes de plástico. Mas não é como se existissem sensores com feixe 2-D. Existe um único sensor no interior buscando alterações na energia infravermelha.

Se você tem um alarme antifurto com sensores de movimento, deve ter notado que estes sensores não podem "vê-lo" quando você está do lado de fora olhando através da janela. Isso acontece porque o vidro não é muito transparente para a energia infravermelha. A propósito, esse é o fundamento da estufa. A luz passa através do vidro da estufa e aquece tudo o que está dentro dela. Faz sentido que um detector de movimento, sensível à energia infravermelha, não possa "ver" através das janelas de vidro.

Fonte: http://informatica.hsw.uol.com.br/questao238.htm

Composição de um LED

Relatório semanal 04/11/2010 a 10/11/2010

1. Ações previstas para a semana: Contatar fornecedores dos sensores de presença e movimento e selecionar o mais adequado para o projeto.
2. Ações realizadas na semana: Todas as ações previstas para semana.
3. Pendências principais: Compra do sensor e da célula fotovoltáica para instalação no projeto.
4. Dificuldades principais: Não existe garantia de que o sensor funcionará perfeitamente para uma porta de proporções tão pequenas quanto as da casa utilizada no projeto.
5. Materiais práticos a providenciar: Sensores de presença e LDR.
6. Materiais teóricos a providenciar: Aguardando respostas aos questionamentos efetuados ao fabricante dos sensores.
7. Contatos a realizar: Por hora nenhum.
8. Idéias a explorar: Forma de integração dos circuitos.
9. Encaminhamentos para semana seguinte: Adquirir Sensores de presença e células fotovoltáicas.
10. Encaminhamentos para semanas posteriores: Finalização do projeto.
11. Análise do cumprimento do cronograma: n/a
12. Avaliação do andamento do projeto: Bom desempenho de todo grupo.
13. Observações e comentários gerais: nenhum

Relatório semanal 28/10/2010 a 03/11/2010

1. Ações previstas para a semana: Colocar os eletrodutos para passagem dos fios do circuito elétrico.
2. Ações realizadas na semana: Todas as ações previstas para semana.
3. Pendências principais: Medição das portas para dimensionamento do circuito do sensor.
4. Dificuldades principais: Nenhuma.
5. Materiais práticos a providenciar: Sensores de presença e LDR.
6. Materiais teóricos a providenciar: Orçamento dos sensores.
7. Contatos a realizar: Loja Elétrica e Multiluz.
8. Idéias a explorar: Forma de integração dos circuitos.
9. Encaminhamentos para semana seguinte: Adquirir Sensores de presença.
10. Encaminhamentos para semanas posteriores: Finalização do projeto.
11. Análise do cumprimento do cronograma: n/a
12. Avaliação do andamento do projeto: Bom desempenho de todo grupo.
13. Observações e comentários gerais: nenhum

O que é eficiência energética?

Trata-se de uma atividade técnico-econômica que objetiva:
• Proporcionar o melhor consumo de energia, com redução de custos operacionais correlatos;
• Minimizar contingenciamentos no suprimento desses insumos.
Como otimizar o consumo e quais são os benefícios?
A redução do consumo pode ser obtida com medidas como:
• Utilização de técnicas para autoprodução;
• Substituição de dispositivos de iluminação por outros mais eficientes (lâmpadas PL, luminárias com melhor refletância, reatores eletrônicos);
• Iluminação somente diante de necessidades específicas.
A adoção de medidas dessa natureza, além de trazer benefícios diretos para o usuário (redução de custos) é igualmente benéfica para a sociedade, pois contribui para o desenvolvimento sustentável (utilização de menos recursos naturais e redução de gases de efeito estufa).


Na tecnologia do LED a lâmpada é fabricada com material semicondutor semelhante ao usado nos chips de computador. Quando percorrido por uma corrente elétrica, emite luz. Esses apresentam inúmeras vantagens em relação às lâmpadas convencionais. Primeiro, eles são fontes frias de luz, são também dispositivos de pequeno porte e com alta emissão de luz, maior resistência a choques mecânicos, maior tempo de vida útil, redução de impactos ambientais, facilidade para sua incorporação em ambientes variados. Além de todas essas vantagens, que já justificariam o seu uso, os LED’S ainda operam em baixa tensão, um grande avanço comparado às lâmpadas convencionais. O resultado é uma peça muito menor, que consome menos energia e tem uma durabilidade maior. Enquanto uma lâmpada comum tem vida útil de 1.000 horas e uma fluorescente de 10.000 horas, a LED rende até 50.000 horas de uso ininterrupto (Trabalhando 10 horas por dia, pode ser usado por mais de treze anos) é 5-10 vezes a vida útil das tradicionais lâmpadas de sódio ou mercúrio.

Diferentemente das lâmpadas incandescentes existentes, as fontes LEDs podem produzir luz que mudam de cor, intensidade e distribuição. Estas fontes propiciam a redução no consumo de energia em cerca de 50% em relação às fontes tradicionais. Além deste benefício temos ainda a redução de lixo e poluição ambiental.

não contém substâncias nocivas à saúde humana e à natureza (tais como mercúrio ou ácido fluorídrico).

O que é LED:
O LED é um diodo semicondutor, ou seja, um chip constituído por uma ponta metálica em contato com um cristal ou resina epóxi de semicondutor e no qual existe uma junção P-N, que quando energizado emite luz visível por isso o nome LED - Light Emitting Diode (Diodo Emissor de Luz).
Informações técnicas:
Observando sua construção, o coração do LED é um chip semicondutor que em um lado é depositado na parte superior da tampa, também conhecida como bigorna, a corrente negativa. Do outro lado do semicondutor está conectado com um micro fio, referido normalmente como bigode, que fornece a corrente positiva. Esta montagem está encapsulada e a metade superior da cápsula de resina de epóxi é exatamente ajustada para funcionar como uma lente para alternar o ângulo ou divergência do feixe.
A luz não é exatamente monocromática como em um laser, mas, consiste de uma banda espectral relativamente estreita (comprimento de onda simples) e é produzida pelas interações energéticas do elétron. O processo de emissão de luz pela aplicação de uma fonte elétrica de energia é chamado eletroluminescência. Em qualquer junção P-N polarizada diretamente, dentro da estrutura, próximo à junção, ocorrem recombinações de lacunas e elétrons. Essa recombinação exige que a energia possuída por esse elétron, seja liberada, o que ocorre na forma de calor ou fótons de luz. Isto faz com que o LED brilhe. O comprimento da onda (cor) do feixe depende do material formado na junção PN que é o material usado para fazer o chip do LED.

Fonte: http://www.energias.com.br/eficienciaenergetica.html

Construção e caracterização de uma célula fotoelétrica para fins didáticos

Build-up and characterization of a photoelectric cell for didactic purposes





João Bernardes da Rocha FilhoI, 1; Marcos Alfredo SalamiII; Vicente HillebrandI

IFaculdade de Física, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil
IIMCT/Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil





RESUMO

Este artigo apresenta o desenvolvimento e a caracterização de uma célula de efeito fotoelétrico e um sistema de excitação e de medição adequados para uso didático em aulas de Física. A célula é semelhante às primeiras desenvolvidas no século XIX, e o sistema de medição envolve transistores, uma bateria e um multímetro, e permite estimar a corrente fotoelétrica produzida na célula. O desenvolvimento é uma resposta à inexistência de células fotoelétricas comerciais disponíveis, que tem impedido os professores de trabalhar concretamente esse conteúdo.

Conclusões

Respeitadas as recomendações de segurança, a célula fotoelétrica e o sistema de medição apresentados neste artigo são próprios para uso em ensino de Física. Quando o método é comparado à tradicional placa metálica eletrizada ligada a um eletroscópio de folhas, nota-se que ele é mais centrado na corrente fotoelétrica, o que pode facilitar a compreensão por parte dos estudantes. Evidentemente, há um custo a pagar por isso, e a complexidade de uma proposta como a nossa é um pouco maior. Na prática, os estudantes tendem a sentir-se mais motivados à aprendizagem ao se envolverem em atividades experimentais, sejam elas quais forem, de modo que cabe ao professor decidir como utilizar a experimentação em seu trabalho. Sob certo aspecto a utilização de materiais eletro-eletrônicos, como a lâmpada de mercúrio, os transistores e o multímetro, pode contribuir para essa motivação, pois são materiais do cotidiano da sociedade.

O custo do material empregado nessa experimentação é muito baixo, e pode ser anulado se os materiais puderem ser obtidos no âmbito de redes de ensino. Tanto a lâmpada quanto o reator são usados na iluminação pública, existindo no almoxarifado da escola ou da prefeitura local, e mediante uma simples requisição o professor pode obtê-los. Os transistores custam alguns centavos, mas qualquer técnico em eletrônica pode retirá-los de aparelhos eletrônicos em desuso, sem custos. A placa de alumínio pode ser obtida em depósitos de ferro-velho, e as telas metálica e plástica podem existir na casa do professor ou de algum aluno, pois são usadas em mosquiteiros e peneiras. O multímetro é o mesmo usado por técnicos de telefonia e eletrônica, e talvez o professor ou a escola já o possua, pois é aplicado também para o ensino de eletricidade. Além disso, pode ser obtido por menos de vinte reais, em certas lojas das capitais.

Referências

[1] E.C. Valadares e A.M. Moreira, Caderno Brasileiro de Ensino de Física 21, 359 (2004).
[2] E.C. Valadares, A. Chaves e E.G. Alves, Aplicações da Física Quântica: do Transistor à Nanotecnologia (SBF/Livraria da Física, São Paulo, 2005).
[3] R. Cruz, S. Leite e C. Carvalho, Experimentos de Física em Microescala (Scipione, São Paulo, 1997).
[4] C.R.C. Tavolaro e M.A. Cavalcante, Física Moderna Experimental (Manole, Barueri, 2003).
[5] V.K. Zworykin e E.G. Ramberg, Photoelectricity and its Application (Chapman & Hall, London, 1949).
[6] J.B. Rocha Filho e M.A. Salami, in C. Galli, (org) Sobre Volta, Batatas e Fótons (EDIPUCRS, Porto Alegre, 2003), p. 67-94.
[7] E. Okuno e M.A.C. Vilela, Radiação Ultravioleta: Características e Efeitos (SBF/Livraria da Física, São Paulo, 2005).
[8] J.B. Rocha Filho e M.A. Salami, Divulgações do Museu de Ciências e Tecnologia 10, 35 (2005).