quinta-feira, 11 de junho de 2015

Projeto Jardim Iluminado de Forma Automática#1

Este foi o projeto imaginado pela Kathelin e pela Inês. A ideia era comporem um espaço cujas luzes acendessem quando a luminosidade ambiente diminuísse. Um jardim acabou por ser a escolha das alunas.

A ideia de usar RGB foi minha, até porque as alunas não os conheciam. Foi nessa fase que dediquei um post ao controlo de RGB através de arduino.

A maior dificuldade neste projeto foi respeitar o pré-projeto que as alunas tinham concebido usando as saídas disponíveis no arduino.

Na verdade, e querendo usar as saidas PWM para controlar os RGB (a forma mais bonita de os por a funcionar), temos 3 saidas PWM disponíveis (9, 6 e 5) para 4 RGB (cada um com 3 pinos, dá 12 pinos a controlar). A solução foi colocar os 4 RGB em paralelo, controlando em simultâneo cada 4 LED da mesma cor.

A dificuldade desta solução surge quando fazemos as contas à corrente necessária para alimentar 4 LED em simultâneo. Cada LED do RGB necessita de cerca de 20 mA (80 mA para alimentar 4 LED em simultâneo) e cada saída do arduino fornece apenas 40 mA.

Assim, pensei em usar um amplificador operacional para cada um dos LED em modo de seguidor de sinal (ou seguidor de tensão). Um pouco mais sobre este circuito pode ser encontrado aqui.

Não tendo 3 amp op em casa, pesquisei que circuitos integrados ofereciam vários amp op e acabei por decidir que tanto o LM148, como o LM248 ou o LM348 me serviriam. Quando cheguei à pequena (mas simpática!) loja de eletrónica cá da terra, tive de contentar com o que havia e trouxe, por 0,60€, um LM324. Através da sua datasheet é possível ter acesso às suas caraterísticas, sendo que a sua pinagem é dada através da figura seguinte:


O esboço do controlo de 4 RGB em paralelo usando o LM324 encontra-se no desenho que se segue:




A alimentação do LM324, que tem, evidentemente de ser alheia ao arduino, foi feita através de uma porta USB do computador (têm geralmente cerca de 500 mA). Para isso, cortei a extremidade de um carregador de carro para telemóvel que tinha cá em casa estragado e descarnei os fios para os usar na breadboard:




O resto do circuito é de fácil compreensão. A ideia é ter uma fotoresistência ligada a uma entrada analógica (A0) que fará desligar as luzes quando a luminosidade ambiente for superior a um valor pré-estabelecido. Quando esse valor diminuir (o ambiente escurecer), a ideia é ter os 4 RGB a mudar de cor e uma luz branca sempre ligada.

A programação foi adaptada da apresentada no post anterior. Para além da inserção da entrada analógica, que determinará o acender ou apagar das luzes, foram definidas várias variáveis. Assim, foram adicionadas às variáveis "red", "green" e "blue" já usadas no programa anterior e que determinam a intensidade de cada um dos LED, as variáveis "tempo" e "calibracao". A primeira define a velocidade com que os RGB mudam de cor - quanto menor for esta variável, mais lentamente o fazem; a segunda serve para com facilidade calibrar qual o valor analógico da entrada A0 a que as luzes devem acender - e que dependerá da luz ambiente em que o circuito está montado.

Deixo a minha proposta de trabalho para o circuito de eletrónica e o programa em Scratch...



...o circuito esquemático...



...e um pequeno vídeo com o circuito em funcionamento (mais uma vez, a câmara não faz juz à mudança das cores do RGB, muito mais bonitas ao vivo):






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