Desenvolvimento de um protótipo para medição de filtros polarizadores de óculos de sol de acordo com a NBR15111 - Lopes, Luís Eduardo (2014)
O uso de filtros polarizadores em óculos de sol está se tornando muito comum em todo o mundo. No Brasil, apesar da norma ABNT NBR15111:2004 ter considerações específicas para seu uso (posição e eficiência), não existe equipamento nacional específico para executar as medidas necessárias para avaliação. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um protótipo capaz de executar medidas em óculos de sol para verificar sua adequação à referida norma, que estabelece os seguintes requisitos para os filtros polarizadores: o limite para o desvio entre o eixo de transmissão do filtro polarizador e a vertical é de ±5º e o limite máximo para o desvio mútuo entre os eixos de polarização dos filtros polarizadores das duas lentes é de 6º. Ainda, a eficiência mínima de polarização é de 4:1 para filtros da categoria 1 e de 8:1 para as demais categorias, exceto a categoria 0. O desenvolvimento do protótipo foi dividido em duas etapas: 1. desenvolvimento e avaliação do método de medição, por simulações no software Malab® e testes em bancada; 2. construção do protótipo baseado no projeto, melhorias em bancada e testes preliminares em óculos. O sistema ótico consistiu de: uma fonte de luz (composta por um LED, uma lente biconvexa e um filtro difusor), pelos óculos em teste, pelo filtro analisador (formado por duas metades de filtros polarizadores dispostos com alinhamento perpendicular entre seus eixos de polarização), dois orifícios para passagem de luz designados por pinhole e dois sensores de luz. O sistema eletrônico é composto por seis placas de circuito impresso, a saber: a placa principal onde estão os microcontroladores que executam o software programado; duas placas para controle de motor de passo (filtro analisador e movimento horizontal dos óculos em teste); placa para controle de motor DC (movimento vertical para prender os óculos em teste), placa de alimentação e placa dos sensores. Como resultado, verificou-se a capacidade de posicionamento do filtro analisador com a resolução de 0,08°, a redução do coeficiente de variação de 0,89% para 0,31% pelo uso do filtro difusor, a resolução ótica para medição de um dos óculos de 0,023°, além de um possível problema de alinhamento entre as duas metades que compõe o filtro analisador, o que contribuiu para a desenvolvimento de uma análise mais detalhada das equações de comportamento do protótipo. O protótipo recebeu melhorias nos sistema ótico e eletrônico, além de testes nos óculos de sol disponíveis. No sistema ótico, os sensores foram substituídos por um de maior correlação com a função de sensibilidade para visão diurna V(&#955) e que possui resposta logarítmica, em função disso, o LED do conjunto ótico foi substituído por um de maior potência; também, em função da nova configuração mecânica, a lente da fonte de luz foi substituída por uma biconvexa de diferente distância focal. Assim, a iluminação tornou-se mais homogênea e mais intensa. No sistema eletrônico, utilizou-se um microcontrolador com maior capacidade de processamento, maior memória e conexão USB estável. A interface homem-máquina foi feita por uma tela de cristal líquido sensível ao toque. Os testes com o protótipo foram feitos em quatro óculos de sol polarizados, sendo que, como filtro polarizador de referência para calibração foi utilizada uma das lentes destes óculos. Os resultados preliminares indicaram a viabilidade de se finalizar este sistema como protótipo pronto para uso e calibrá-lo para se obter medidas que proporcionem análises das conformidades da norma brasileira. Contudo, por não ter disponível um filtro calibrador com características apropriadas, os resultados obtidos ainda não podem ser conclusivos. O protótipo construído foi capaz de aplicar o método de medição desenvolvido para caracterizar os óculos de sol, de acordo com as recomendações da norma. Sua estrutura mecânica é robusta e flexível, permitindo o estudo e desenvolvimento de outros métodos de medição e a inserção de outras funções. A contribuição científica e acadêmica deste trabalho reside nos projetos óticos e mecânicos, para se atender a necessidade de construção de um sistema que possa num futuro próximo estar analisando óculos de sol, com as características de um equipamento requerido pela norma brasileira e que não existe no mercado nacional.