Detector de nível de luz LDR: abrindo e fechando os olhos: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Olá a todos, espero que este instrutivo seja do seu agrado. Qualquer dúvida, comentário ou correção será bem recebido.

Este circuito foi realizado como um módulo de controle para fornecer informações sobre a quantidade de luz que existe no entorno, a fim de controlar a abertura dos olhos através de um servomotor.

Este circuito possui 4 saídas, que fornecem 5 V ou 0 V cada, dependendo da intensidade da luz incidente. Supondo que tenhamos uma intensidade medida em porcentagem, teremos os seguintes casos:

• Quando a luz está entre 0% e 20%, as 4 saídas darão 0V
• Quando a luz está entre 20% e 40%, a primeira saída dará 5V e as demais darão 0V
• Quando a luz está entre 40% e 60%, as duas primeiras saídas darão 5V e as outras darão 0V
• Quando a luz está entre 60% e 80%, as três primeiras saídas darão 5V e a última dará 0V
• Quando a luz está entre 80% e 100%, as 4 saídas darão 5V

Nota: estes percentuais mencionados são apenas um exemplo para guardar explicações. Nas próximas etapas, é explicado como calibrar isso

Conhecendo as condições, é feito um programa em Arduino com essas 4 entradas, e como saída teremos um sinal PWM enviado ao servo que controlará um mecanismo de abertura dos olhos.

Suprimentos

O que você precisa?

(material de circuito)

• 1 LM324
• 1 protoboard
• 6 resistores Trimmer (10kOhms cada um) 1 LDR (Resistor Dependente de Luz)
• Alguns fios de jumper da placa de ensaio ou apenas fio e alicate de corte
• 1 servomotor
• Voltímetro

(material de cabeça e mecanismo)

• Criatividade (o mais importante)
• Uma espuma para a cabeça
• Cartão
• Cola
• Varas de madeira
• Outras coisas que o ajudarão a torná-lo mais estético

(opcional)

• Estação de soldagem ou ferro de solda
• Solda de estanho
• Um pcb de 5x5 pontos

Etapa 1: planejando nosso circuito

Em primeiro lugar, precisamos ter todos os componentes antes de fazer o mecanismo.

É importante saber que se você não conseguir os componentes exatos, você pode usar alternativas, talvez você não obtenha trimmers de valor exato, mas não importa: você usará trimmers como um divisor de tensão, então, se você tem um valor entre 10kΩ e 100kΩ, você pode usá-lo. Ou se você não tiver um LM324, você pode usar um MC34074 (por exemplo, existem muitos), o único requisito é ter 4 opamps que podem usar uma alimentação não simétrica de 5V (fonte de alimentação arduino 5V).

Então, com isso, vamos começar.

Etapa 2: montagem do circuito

Para criar o módulo, temos o seguinte diagrama esquemático, e o diagrama LM324

Cada número entre os opamps representa o número do pino do LM324, então, pinos com o mesmo número NO OPAMPS são nós comuns.

NOTA: na parte superior, há um cabeçalho representando as conexões externas, ou seja, as conexões com um Arduino UNO. Não confunda os pinos do cabeçalho denominado J1 com os pinos do LM324.

Aqui, você tem duas opções:

1. Faça isso em um protoboard. É a maneira mais fácil de montar e testar, mas o design não é o melhor.
2. Use um perfboard (também denominado DOT PCB). Esta opção lhe dará a opção de reduzir o circuito para um quadrado de 5x5cm (apenas o módulo), mas você precisa soldar. Se você for menor de idade, peça ajuda a um adulto.

Na 3ª foto, é o circuito montado no protoboard.

Na foto de 4 e 5 pés, está sendo montado no mesmo circuito, mas em uma perfboard.

A 6ª foto está com o circuito completo.

Em resumo, o circuito terá 4 saídas. Essas saídas serão usadas para conectar ao Arduino UNO.

Etapa 3: calibrar o circuito

Uma vez montado, temos que conectar nosso circuito e verificar a tensão dada por cada resistência do trimmer: devemos definir 0,5V, 1V, 1,5V e 2V para RV1, RV2, RV3 e RV4 respectivamente.

Para fazer isso, você deve alimentar o circuito com 5V e GND do arduino, e medir cada tensão no trimmer. Você conecta um voltímetro entre o pino central de um trimmer (um por um) e o GND. Em seguida, você gira o aparador até obter a tensão desejada.

Seu voltímetro tem 2 cabos, um vermelho e um preto.

1. Coloque o cabo preto em um nó GND.
2. Coloque o cabo vermelho no 3º pino do LM324. Gire o aparador até que tenha 0,5V.
3. Mude o cabo vermelho para o 5º pino do LM324. Gire o aparador até atingir 1V.
4. Mude o cabo vermelho para o 10º pino do LM324. Gire o aparador até que tenha 1,5 V
5. Mude o cabo vermelho para o 12º pino do LM324. Gire o aparador até que tenha 2V.

Todas essas etapas devem ser feitas com todos conectados (o Arduino e o circuito feito por nós).

Talvez você precise de mais de 2 mãos, peça ajuda de outra pessoa se necessário.

O 5º trimmer serve como um calibrador de sensibilidade (aquele que está entre LDR, ou seja, aquele denominado RV5)

Como vocês podem ver, no vídeo tem um teste com as saídas, usei leds verdes para fazer mais didático e fácil de apreciar (coloco minha mão mais perto para bloquear a luz, e o circuito faz os leds desligarem ou girarem dependendo da luz incidente).

Etapa 4: Montagem do Servomotor

Aqui você precisa explodir: você precisa colocar os olhos em um mecanismo que pode abrir e fechar o olho, simulando uma pálpebra.

Na 1ª foto você vê o modelo real implementado por mim.

na 2ª foto, há um desenho que representa o mecanismo básico.

Use a cabeça de espuma, palitos de madeira e cola para fazer o mecanismo.

Como você pode ver na 3ª foto, o LDR está no nariz

Etapa 5: codificação

Finalmente, você deve conectar o circuito aos pinos 3, 4, 5 e 6 do Arduino, e o servo será conectado ao 9º pino.

O código está abaixo. Ele contém os comentários para explicar cada seção importante.

Etapa 6: aproveite

Aumente e diminua o zoom da luz no LDR para apreciar as mudanças nos olhos.

Obrigado por assistir. Espero que você goste.