Quem nunca tentou utilizar o controle remoto apontando para uma televisão ou aparelho que estava fora do campo de visão e percebeu que simplesmente não funcionava?
Isso acontece porque os controles remotos tradicionais utilizam luz infravermelha para transmitir seus comandos. Para que o equipamento receba corretamente o sinal, normalmente é necessário que essa radiação consiga chegar ao receptor localizado no painel do aparelho.
Mas podemos construir um circuito bastante simples para estender o alcance do controle remoto para outro cômodo.
Neste projeto faço justamente isso: utilizo um fototransistor, um transistor BC517 e um LED infravermelho para captar o comando enviado pelo controle remoto e reproduzi-lo próximo ao equipamento que desejamos controlar.
A ideia é criar uma espécie de extensão eletrônica para o infravermelho.
Por que o controle remoto não funciona através da parede?
O LED localizado na frente de um controle remoto transmite pulsos de radiação infravermelha, invisíveis aos nossos olhos.
Essa luz consegue refletir em paredes e outros objetos, razão pela qual nem sempre precisamos apontar o controle com extrema precisão.
Uma parede, entretanto, representa uma barreira física.
Assim, se temos:
controle remoto → parede → televisão
o receptor da televisão não consegue receber diretamente os pulsos infravermelhos.
Precisamos criar outro caminho.
É justamente o que este projeto faz.
Como funciona a extensão para controle remoto?
Podemos dividir o circuito em duas partes.
De um lado temos um componente capaz de detectar a luz proveniente do controle remoto.
Do outro, temos um LED infravermelho que reproduz essas variações luminosas.
Conceitualmente:
Controle remoto
↓
Fototransistor
↓
Transistor amplificador
↓
LED infravermelho
↓
Receptor do equipamento
Assim, não estamos modificando o controle remoto nem o aparelho que será controlado.
Estamos criando uma ponte para o sinal infravermelho.
Analisando o circuito utilizado
O esquema utilizado no projeto é bastante simples.
Na imagem temos uma alimentação de:
B1 = 6 V
e alguns componentes principais:
Q2 — fototransistor
Q1 — BC517
D1 — LED infravermelho
D3 — LED vermelho
R1 — 100 Ω
R2 — 200 Ω
SW1 — interruptor
O LED vermelho funciona como uma indicação visual do circuito energizado, enquanto o conjunto formado pelo fototransistor, BC517 e LED infravermelho é responsável pela repetição do sinal.
O fototransistor é o “olho” do circuito
O componente Q2 mostrado no esquema é um fototransistor.
Seu funcionamento está relacionado ao de um transistor convencional, mas a luz incidente influencia sua condução.
No nosso projeto, ele funciona como um sensor.
Quando recebe os pulsos infravermelhos provenientes do controle remoto, sua condução varia de acordo com esses pulsos.
Portanto:
controle emite IR → fototransistor detecta → sinal elétrico é produzido
É a primeira conversão importante do projeto:
luz infravermelha → sinal elétrico
Por que utilizar um BC517?
O sinal produzido pelo sensor precisa controlar o LED infravermelho utilizado na outra extremidade.
No esquema temos para isso o BC517.
O BC517 é um transistor NPN em configuração Darlington, ou seja, internamente utiliza dois transistores de maneira a proporcionar um ganho de corrente elevado.
Isso faz sentido neste projeto porque uma pequena variação produzida pelo fototransistor pode controlar uma corrente maior no circuito do LED infravermelho.
Podemos enxergar:
pequeno sinal do fototransistor
↓
BC517
↓
corrente no LED infravermelho
O circuito precisa preservar os pulsos do controle
Aqui está uma parte muito importante do funcionamento.
O controle remoto não transmite simplesmente uma luz infravermelha continuamente acesa.
Quando pressionamos uma tecla, ele produz uma sequência de pulsos.
Nos sistemas infravermelhos de consumo, esses sinais normalmente utilizam uma portadora na faixa de dezenas de quilohertz; 38 kHz é muito comum, embora existam outros valores dependendo do protocolo e do equipamento.
Além da portadora, existe a sequência de pulsos que representa o comando enviado.
Ou seja, o circuito não precisa simplesmente perceber:
“há infravermelho”.
Ele precisa responder suficientemente rápido para que o LED de saída reproduza as variações necessárias para o receptor remoto reconhecer o comando.
O LED infravermelho funciona como um novo transmissor
Depois que o sinal passa pelo transistor, chegamos ao D1:
LED Infra
Esse componente desempenha uma função semelhante ao LED localizado dentro do próprio controle remoto.
A diferença é sua localização.
Imagine:
Cômodo 1
controle → fototransistor
fio atravessando até o outro cômodo
BC517 → LED infravermelho → aparelho
O usuário continua utilizando normalmente o controle no primeiro cômodo.
O circuito capta o sinal e faz com que um segundo emissor infravermelho o reproduza próximo ao equipamento.
Por que existe um resistor em série com o LED infravermelho?
No esquema temos:
R1 = 100 Ω
em série com o LED infravermelho.
Sua função principal é limitar a corrente.
Um LED não deve ser simplesmente conectado diretamente a uma fonte de tensão sem algum mecanismo adequado de limitação de corrente.
A corrente depende da alimentação, da queda de tensão do LED, das características do transistor e do resistor.
Uma aproximação bastante conhecida é:
R = (Vfonte − VLED − outras quedas) / ILED
No circuito real, a queda no BC517 também precisa ser considerada.
Portanto, não devemos interpretar 100 Ω como um valor universal para qualquer tensão, LED ou transistor.
Ele pertence às condições utilizadas neste projeto.
E o LED vermelho?
O circuito também apresenta:
D3 — LED vermelho
com:
R2 = 200 Ω
Esse ramo está ligado diretamente à alimentação depois do interruptor.
Assim, sua função é servir como indicador de funcionamento.
Ligamos SW1:
LED vermelho aceso → circuito energizado
Esse tipo de indicador é bastante útil em projetos alimentados por bateria, porque evita deixarmos o equipamento ligado sem perceber.
Por que não conseguimos ver o LED infravermelho acender?
Porque nossos olhos não enxergam o infravermelho próximo utilizado pelo controle remoto.
Mas existe uma experiência bastante conhecida que podemos fazer.
Algumas câmeras digitais e câmeras de smartphones apresentam certa sensibilidade ao infravermelho próximo.
Podemos apontar um controle remoto para a câmera e pressionar uma tecla. Dependendo do aparelho e de seus filtros de IR, podemos observar o LED piscando na imagem.
Isso também pode ajudar em um teste inicial do emissor infravermelho do projeto, embora não substitua uma medição adequada do sinal.
O posicionamento do fototransistor é importante
Para funcionar bem, precisamos pensar nas duas extremidades do sistema.
No local onde estamos:
controle → fototransistor
O sensor precisa receber adequadamente a emissão do controle.
No outro cômodo:
LED infravermelho → receptor do aparelho
O LED precisa ficar orientado de maneira que sua radiação alcance o receptor infravermelho do equipamento.
Podemos até posicioná-lo próximo à janela receptora do aparelho.
Assim não precisamos tentar atravessar a parede com luz.
Atravessamos a parede com fios e voltamos a gerar a luz do outro lado.
Luz ambiente pode interferir?
Pode.
Um fototransistor simples responde à radiação luminosa que chega até ele e não possui necessariamente toda a seletividade encontrada em um módulo receptor IR dedicado.
Luz solar e determinadas fontes de iluminação podem produzir interferências ou alterar seu ponto de funcionamento.
Por isso, o posicionamento do sensor e as condições de iluminação podem influenciar o desempenho desse circuito simples.
Em projetos mais sofisticados, podemos utilizar receptores infravermelhos específicos para controles remotos, que incluem filtragem e demodulação da portadora.
Mas a simplicidade deste circuito é justamente parte de seu interesse didático.
Posso utilizar qualquer fototransistor?
Não é uma boa ideia assumir que todos são equivalentes.
O esquema identifica Q2 como:
320 lux
mas a imagem, por si só, não fornece um modelo específico do componente.
Para substituir o fototransistor, precisamos observar características como:
resposta espectral
velocidade de resposta
sensibilidade
tensão máxima
corrente
e também sua pinagem.
Para controles remotos, interessa particularmente que o sensor apresente boa resposta na região do infravermelho próximo.
Um projeto simples para entender transmissão de informação
Além da utilidade prática, esse circuito demonstra algo muito interessante.
A informação passa por diferentes formas.
Primeiro:
informação elétrica dentro do controle
↓
luz infravermelha
Depois:
fototransistor
↓
sinal elétrico
E finalmente:
LED infravermelho
↓
luz infravermelha novamente
Temos, portanto:
elétrico → óptico → elétrico → óptico
O conteúdo do comando precisa sobreviver a essas transformações para que o aparelho interprete corretamente a tecla pressionada.
Veja a extensão para controle remoto funcionando
No vídeo abaixo mostro a construção e o funcionamento desta extensão para controle remoto infravermelho, permitindo acionar um equipamento que está em outro cômodo.
O circuito é especialmente interessante porque utiliza poucos componentes para resolver um problema bastante concreto.
Temos:
fototransistor → BC517 → LED infravermelho
e conseguimos transportar o comando para um local onde o controle remoto original não conseguiria chegar diretamente.
Uma ótima experiência com infravermelho
Este projeto pode ser visto apenas como uma extensão para controle remoto, mas ele permite explorar vários conceitos importantes da eletrônica:
fototransistor
transistor Darlington
LED infravermelho
limitação de corrente
transmissão óptica
pulsos
controle remoto
sensores
e amplificação de corrente.
Mais do que simplesmente acionar um aparelho em outro cômodo, estamos construindo um pequeno sistema que recebe uma informação transmitida por luz e a transmite novamente em outro local.
E tudo isso utilizando um circuito bastante simples.