As luzes do estádio consomem muita eletricidade. São faróis altos com alta potência. Muita eletricidade pode ser economizada controlando a intensidade dessas luzes manual ou automaticamente. Para controlar a intensidade da luz, o fornecimento de tensão às luzes precisa ser controlado. Este projeto é uma demonstração da mesma aplicação. Neste projeto de demonstração, em vez das luzes reais do estádio, são usadas luzes LED.
As luzes do estádio consomem muita eletricidade. São faróis altos com alta potência. Muita eletricidade pode ser economizada controlando a intensidade dessas luzes manual ou automaticamente. Para controlar a intensidade da luz, o fornecimento de tensão às luzes precisa ser controlado. Este projeto é uma demonstração da mesma aplicação. Neste projeto de demonstração, em vez das luzes reais do estádio, são usadas luzes LED. Uma série de 8 LEDs é usada para demonstrar a funcionalidade de controle de intensidade. Para controle manual da intensidade da luz é utilizado um resistor variável e para controle automático da intensidade da luz é utilizado um sensor LDR. Os LEDs são conectados em duas séries através do transistor 2N2222. O transistor atua como um amplificador cuja saída é acionada pela tensão em seu pino base. Um conjunto de dois interruptores é usado para definir o modo automático ou manual de operação do projeto.
O projeto é construído no Arduino Pro Mini. O esboço do Arduino consegue detectar a seleção do modo, detectar a tensão de entrada do resistor variável e do sensor LDR e gerar uma tensão adequada na base do transistor de controle de luz. O esboço do Arduino é escrito usando o Arduino IDE e gravado na placa usando o mesmo.
Componentes necessários –
Conexões de Circuito –
O circuito é construído em torno do Arduino Pro Mini. A série LED, interruptores SPDT, sensor LDR e potenciômetro estão conectados à placa Arduino. As conexões do circuito são as seguintes –
Fonte de alimentação – O circuito necessita de uma CC regulada de 5V para seu funcionamento. Uma bateria de 18 V pode ser usada como fonte primária de energia. A alimentação da bateria pode ser regulada para 5 V usando o IC regulador de tensão 7805. O pino 1 do IC regulador de tensão deve ser conectado ao ânodo da bateria e o pino 2 deve ser conectado ao terra. A saída de tensão deve ser retirada do pino 3 do 7805 IC.
Série LED – Um grupo de 8 LEDs faz interface com a placa Arduino como demonstração das luzes do estádio. Os LEDs são conectados de forma que seus pinos catódicos sejam conectados ao terra enquanto os pinos anódicos sejam conectados ao emissor do transistor 2N2222. A base do transistor está conectada ao pino 6 da placa Arduino e o coletor está conectado ao VCC.
Chaves SPDT – As chaves são conectadas nos pinos 9 e 8 da placa Arduino. Por padrão, os pinos são conectados ao terra por meio de resistores de 10K. Ao alternar as chaves, os respectivos pinos entram em curto-circuito com VCC. Se a chave conectada no pino 9 estiver em HIGH enquanto a chave conectada no pino 8 estiver em LOW, o modo automático será selecionado e as luzes LED serão operadas de acordo com o sensor LDR. Se a chave conectada no pino 9 estiver em LOW enquanto a chave conectada no pino 8 estiver em HIGH, o modo manual será selecionado e as luzes LED serão operadas de acordo com o potenciômetro. Se ambos os interruptores estiverem em BAIXO, os LEDs serão desligados.
Sensor LDR – O sensor LDR possui uma resistência dependente da intensidade da luz ambiente. Quanto mais luz incide sobre o sensor, menor é sua resistência. O sensor LDR está conectado a um circuito divisor de potencial no pino A0 do controlador. Ele emite tensão analógica no pino do controlador que é escalonado de 0 a 5 V.
Potenciômetro – Um potenciômetro de 10K é conectado ao pino A1 do Arduino. O potenciômetro permite passar uma tensão variável abaixo de 5V no pino do controlador.
Como funciona o circuito –
Assim que a placa Arduino é ligada, a placa inicializa o circuito e define os pinos de saída ou entrada digital. Ele verifica o status dos pinos conectados às chaves SPDT. Se a chave conectada no pino 9 estiver em HIGH enquanto a chave conectada no pino 8 estiver em LOW, o modo automático será selecionado e as luzes LED serão operadas de acordo com o sensor LDR. Se a chave conectada no pino 9 estiver em LOW enquanto a chave conectada no pino 8 estiver em HIGH, o modo manual será selecionado e as luzes LED serão operadas de acordo com o potenciômetro. Se ambas as chaves estiverem em nível LOW, os LEDs são desligados enviando uma lógica LOW no pino 6 da placa.
Se o modo automático for selecionado, o Arduino lê a tensão analógica no pino A0 onde o sensor LDR está conectado em um circuito divisor de tensão. Maior é a luz circundante, menor é a resistência do LDR e menor é a saída de tensão no pino do controlador. A tensão é lida e digitalizada usando o canal ADC integrado. O valor é fatorado por quatro e o valor da tensão resultante é passado para o pino que conecta o transistor do amplificador. Portanto, maior é a luz circundante, menor é a tensão fornecida ao transistor e menor é a intensidade das luzes LED.
se o modo manual for selecionado, o Arduino lê a tensão analógica no pino A1 onde o potenciômetro está conectado. Ao mover o botão do potenciômetro, a saída de tensão no pino varia. A mesma tensão é convertida em uma leitura digitalizada usando o canal ADC integrado e fatorada por quatro. O valor resultante da tensão é fornecido no pino 6 do Arduino onde a base do transistor está conectada. Portanto, maior é a tensão de saída do potenciômetro, maior é a tensão de alimentação para acionamento na base do transistor e maior é a intensidade das luzes LED.
O fator quatro foi determinado após a calibração da intensidade do LED durante os testes do projeto. Ao fazer o projeto e utilizar outro conjunto de LEDs, poderá ser encontrado outro fator adequado ao respectivo conjunto de LEDs. Como o canal ADC embutido da placa Arduino tem 10 bits de comprimento, o fator deve ter um denominador de 1024 e um numerador adequado conforme determinado durante o teste do projeto.
Confira o código do projeto para saber como o Arduino lê o status das chaves SPDT, lê a tensão analógica do sensor LDR e do potenciômetro e produz uma tensão fatorada na base dos transistores.
Guia de programação –
O esboço do Arduino declara variáveis denotando potenciômetro, sensor LDR, conexão de LED e interruptores SPDT e atribui os respectivos pinos do controlador de acordo com sua interface.
int potPin = A1;
interno LDR = A0;
LED interno = 6;
int sw1 = 9;
int sw2 = 8;
A função setup é chamada e é executada uma vez após o controlador ser ligado. A função define os pinos conectados à base do transistor 2N2222 como saída digital e os pinos conectados ao potenciômetro, sensor LDR e chaves SPDT como entrada digital usando a função pinMode .
configuração vazia {
pinMode(potPin, INPUT);
pinMode(LDR,ENTRADA);
pinMode(LED, SAÍDA);
pinMode(sw1, ENTRADA);
pinMode(sw2, INPUT);
}
A função loop é chamada e itera infinitamente. O status das chaves SPDT é lido usando a função digitalRead e armazenado em variáveis. se a chave conectada no pino 9 tiver HIGH enquanto a chave conectada no pino 8 tiver LOW, o modo automático é selecionado e a função ldr é chamada. Se a chave conectada no pino 9 tiver LOW enquanto a chave conectada no pino 8 tiver HIGH, o modo manual será selecionado e a função pot será chamada. Se ambas as chaves estiverem em BAIXO, os LEDs são desligados passando por BAIXO no pino 6 do Arduino, o que aciona o DESLIGAMENTO do circuito do transistor.
loop vazio {
int SWITCH1 = leitura digital(sw1);
int SWITCH2 = leitura digital(sw2);
if (SWITCH1 == ALTO && SWITCH2 == BAIXO)
{
ldr ;
}
caso contrário, se (SWITCH2 == ALTO && SWITCH1 == BAIXO)
{
Panela ;
}
caso contrário, se (SWITCH2 == BAIXO && SWITCH1 == BAIXO)
{
digitalWrite(LED,BAIXO);
}
}
Na função pot , a tensão do potenciômetro é lida usando a função analogRead e armazenada em uma variável. O valor é escalonado por um fator e escrito no pino 6 do Arduino onde a base do transistor de acionamento do LED está conectada.
vaso vazio
{
int readValue = analogRead(potPin);
int writeValue = (255./1023.) * readValue;
analogWrite(LED, escreverValor);
}
Na função ldr , a tensão do sensor LDR é lida usando a função analogRead e armazenada em uma variável. O valor é escalonado por um fator e escrito no pino 6 do Arduino onde a base do transistor de acionamento do LED está conectada.
vazio ldr
{
int sv = analogRead(LDR);
int wv = (255./1023.) * sv;
analogWrite(LED, wv);
}
Isso completa o código do Arduino para o projeto de controle de intensidade das luzes do estádio.
Código fonte do projeto
###
//Program to###