Dimmer Por Toque ( Capacitivo )

    O primeiro projeto de 2024 é um dimmer . Mas não um dimmer comum, e sim um dispositivo diferenciado, onde o controle da potência é feito por meio do toque ou aproximação do seu dedo em um sensor.  O controle é feito em 6 passos discretos e sequenciais . Assim , a cada toque no sensor , a potência na carga é incrementada em um nível . Ao atingir o máximo nível, a potência será retida no máximo e será preciso tocar no sensor de reset para reiniciar o ciclo de ajuste.  Na realidade  pode-se reiniciar a potência a qualquer momento, sem importar a posição da escala, bastando tocar no citado sensor.

   O circuito ao redor do 4017 não apresenta novidades , pois trata-se de um simples acionamento sequencial efetuado através de pulsos positivos no seu pino de clock ( 14 ) . Estes pulsos são gerados por um sensor capacitivo comum e barato. O reset se dá da mesma forma, através de um pulso positivo no pino 15 do 4017  ( reset ).  O modelo do sensor de toque usado,  foi  o TTP223:

   Já na parte de potência , onde temos o dimmer  propriamente dito, o controle não é muito ortodoxo. São usados transistores para chavear os capacitores responsáveis pelo atraso na comutação do TRIAC. Assim, dependendo de qual capacitor for inserido no circuito do dimmer , a constante de tempo será maior ou menor , modificando a forma de onda da tensão aplicada na carga, alterando a porcentagem da sua  potência média.

  A ideia principal na concepção deste projeto era controlar a potência de um chuveiro , já que não é preciso contato físico com os sensores  e com isso a segurança estaria em um nível excelente ( desde que o sistema seja bem instalado). Os sensores de toque propriamente ditos devem ficar cobertos por um material fino e não condutivo. Em se tratando deste circuito, jamais toque diretamente na plaquinha sensora. 

   Os testes foram efetuados controlando lâmpadas incandescentes comuns de 100W . Teoricamente deverá funcionar sem problemas para outras cargas como chuveiros  elétricos, ferros de soldar, aquecedores e até mesmo furadeiras elétricas. 

     Este circuito deve ser montado e manuseado por alguém que já tenha conhecimentos  suficientes. Não me responsabilizo pelo mau uso ou uso incorreto deste equipamento, ok?

Mensagem De Voz Para Faróis Acesos

    Quem nunca esqueceu de desligar os faróis do carro quando estacionou ?  A surpresa vem depois quando você volta e percebe que a bateria descarregou. Veículos modernos já possuem um sistema de aviso ou até mesmo desligam os faróis automaticamente, mas se este não for o seu caso este circuito poderá poupar transtornos como empurrar o carro ou fazer "chupeta" na bateria. 

  Ele reproduzirá uma mensagem de voz gravada ( ou outro som qualquer) quando a porta do motorista for aberta e os seus faróis ou lanternas estiverem ligados.  Assim você será alertado e poderá desligá-los se assim o desejar.

   O responsável pela principal façanha do circuito é um módulo reprodutor de arquivos MP3 chamado DFplayer mini. Com este módulo pode-se criar sistemas de som, alarmes, avisos ou qualquer outro uso que você imaginar. Para isto basta armazenar o som desejado em um cartão SD ( Secure Digital Card ) e posteriormente inserir este cartão no módulo.

   O Dfplayer mini é pequeno e de baixo custo, com uma saída amplificada pronta para ir diretamente para o alto-falante. O módulo pode ser usado como um módulo autônomo com bateria conectada, alto-falante e botões de pressão ou usado em combinação com microcontroladores como  o Arduino.  Ele    suporta sistemas de arquivos FAT16 e FAT32 e suporte a reprodução de até 100 pastas com até 255 sons em cada pasta.

    Veja abaixo a função de cada pino:

Para este projeto só vamos usar  um arquivo de áudio e 5 pinos do módulo:

Um para o positivo ( Vcc)                                                                                                                          Um para o negativo ( GND)                                                                                                                          Um para controle de acionamento ( ADKEY_1)                                                                                          Dois para o alto falante ( SPK_1 e SPK_2)

    A fim de garantir a reprodução adequada do som, é essencial adotar uma organização específica ao armazenar arquivos MP3 no cartão SD. O primeiro passo consiste em criar uma pasta denominada "MP3" no diretório raiz do SD Card e inserir o arquivo de áudio nessa pasta.

     O  nome do arquivo mp3 precisa ser de 4 dígitos, por exemplo, "0001.mp3", colocado dentro da pasta mp3. Se você quiser nomeá-lo de outra forma, você pode adicioná-lo após o número, por exemplo, "0001alerta.mp3" .

  Com o arquivo devidamente gravado, basta montar o circuito e inserir o cartão no módulo.

  Pode acontecer, notadamente se for um módulo genérico, do circuito acima  não funcionar somente com a conexão entre o pino Gnd e o pino ADKEY_1. Neste caso será preciso acrescentar um circuito de disparo auxiliar . A função deste circuito é ativar um transístor momentos após a alimentação ser ligada.  Este transistor , ao conduzir, faz a função de um botão que aciona o módulo.  

   

    Para instalar, conecte o fio vermelho ao fio de alimentação dos faróis ou lanternas em um  ponto logo após o fusível de proteção do veículo.  O fio preto vai ligado ao interruptor de luz interna/cortesia do veículo, localizado na porta do motorista ( geralmente próximo à dobradiça )

    A instalação não é difícil , mas se estiver inseguro procure um auto elétrico da sua confiança . Em menos de meia hora deve estar pronto.

Pisca Led Com LDR

Já mostrei em alguma postagem atrás, que existem várias formas de fazer um led piscar. Aqui mais uma .

Utiliza o acoplamento óptico entre um led e um LDR. Quando o led acende e ilumina a face do LDR a resistência dele diminui e descarrega um capacitor ligado em paralelo. Com o capacitor descarregado o led  apaga e aí a resistência aumenta novamente , permitindo novamente a carga do capacitor. E tudo se repete.

O ajuste é meio crítico mas que funciona, funciona.

Seletor Automático Entre 110/220V

     Para evitar danos aos equipamentos conectados à rede elétrica domiciliar ,  é essencial ficarmos atentos à concordância entre a tensão fornecida pela tomada e a tensão aceita pelo dispositivo alimentado . Se o aparelho for bivolt automático, não há motivo para preocupações porque estes operam em faixas de tensão que variam de 100 a 240 volts , o que está dentro da faixa fornecida pela concessionária.  

    Aqui no  Brasil temos duas tensões padronizadas para fornecimento ao consumidor residencial e para pequenos comércios : 127 e 220V.  Em geral, aparelhos projetados para trabalhar sob ambas as tensões possuem uma chave que comuta os enrolamentos do seu transformador interno e permite assim que sejam conectados nas duas tensões. O caso é que, quando precisamos conectar um aparelho numa tomada desconhecida, nem sempre temos condições de determinar com certeza o valor da tensão que tem ali. Aparelhos comutados em 220V e conectados em tomada de 127V, tendem a funcionar mal, ou simplesmente não funcionam. Entretanto um aparelho projetado para funcionar em 127V conectado em 220V certamente " queimará". 

      Dito isto, que tal um circuito que detecta o valor da tensão de entrada e comuta automaticamente o transformador interno do aparelho alimentado, evitando falhas ou danos?

     Ao se conectar o circuito em 110V, uma fonte sem transformador é inserida e passa a fornecer  24V para acionamento do relé. Ele não aciona de imediato pois sua bobina recebe tensão via  resistor e capacitor . Com os valores dados ele aciona em cerca de 1 segundo. O transistor permanece desligado, pois a tensão na junção dos resistores de 47K e 8K2  é insuficiente para fazer o zener conduzir e acioná-lo. 

   Quando conectado em 220V , o diodo zener de 33V consegue conduzir e o transistor é ativado aterrando a alimentação positiva do relé . Assim o relé permanece desligado.

   Resumindo:

   Ligado em tomada 220V, o relé permanece desligado e a carga recebe tensão via contato NF do relé.

   Ligado em tomada 110V, o transistor está cortado e o relé recebe alimentação via resistor de 1K e capacitor de 220uF . Assim a carga é comutada para 110V. 

   A rede RC  tem a função de oferecer, quando em 220V,  um retardo no acionamento do relé de forma que se houver uma variação de energia o relé não  comute de imediato.

Só conecte a carga após fazer todos os testes e certificar-se que tudo está em ordem.

Efeito Chuva De Meteoros Para o Natal

    O Natal está próximo, e não existe forma mais bonita de entrar no clima festivo do que estabelecer uma atmosfera mágica com luzes. Esta é uma tradição querida por muitos.

   No comércio existe  um tubo de LED, também reconhecido como Snow Fall (simulando a queda de neve) e Chuva de Meteoros, que oferece um espetáculo visual impressionante, sendo a escolha ideal para aqueles que buscam não apenas beleza, mas também eficiência econômica. 

  Para quem deixou para comprar um destes na última hora, pode ficar surpreso em saber que nesta época fica difícil de encontrar no comércio. Sem problemas , faça um.

     O circuito em si é simples e econômico, entretanto para conseguir  o belo efeito,  é preciso dispor os leds numa configuração bastante específica.  Veja abaixo na placa que dou de exemplo. Eles devem ficar alinhados em posição vertical e na sequência correta.

Para quem não conhece o efeito:

Protetor Para Baterias Gel

 

    Há vários tipos de baterias  disponíveis no mercado, de pequenas a grande porte. Nesse contexto, é frequente empregar tecnologias capazes de atender a uma ampla variedade de aplicações que necessitam de uma fonte de energia confiável . Baterias de gel são facilmente encontradas em patinetes, nobreaks,  bikes e cadeiras de rodas motorizadas, principalmente devido ao fato de serem leves e relativamente baratas. Este modelo de bateria pode ser instalado em qualquer posição, exibindo maior resistência a temperaturas extremas e suporta bem impactos e vibrações.

   Mas para nos servir o maior tempo possível, não devemos permitir que a tensão em seus terminais caia muito. Descarregar a bateria muito profundamente causa sulfatação, o que resulta em perda irreversível de capacidade. Aqui vai uma ideia para evitar que a bateria se descarregue a um nível crítico e , ao mesmo tempo, impede que a carga deixe de receber alimentação. 

   O sistema é baseado no amplificador operacional TL081 na configuração de um comparador de tensão. A tensão de referência construída nos elementos R1, Z1 e definida através do trimpot de 5k é comparada com a tensão que aparece sobre o resistor R4. Quando a tensão no resistor R4 cai abaixo da tensão pré-definida ( ajustada no trimpot ) , um estado alto aparece na saída do amplificador operacional, que então, comuta a alimentação da carga através do relé. Neste ponto, a carga passa a funcionar com a bateria de reserva. O diodo D1 impede que a carga fique sem alimentação durante a comutação dos contatos do relé.

   Antes de conectar as baterias é preciso ajustar o circuito. Para ajustar , conecte uma fonte de alimentação regulável no lugar da bateria principal e regule a saída para 10,2V . Agora ajuste o trimpot até que o led acenda e o relé arme. 

Faça Um Circuito Integrado E Use em Cinco Projetos

   Nos anos 40 surgiu o primeiro computador eletrônico da história . O projeto foi financiado pelo governo dos EUA e demandava um hardware com 70 mil resistores, 18 mil válvulas eletrônicas , 10 mil capacitores, 6 mil interruptores e ainda utilizava 1500 relés. Chamado de ENIAC , esse sistema consumia quase 200 quilowatts de energia e era capaz de realizar quase 5000 cálculos por segundo.  Muito para a época mas nem perto de ser poderoso quando comparado com uma simples calculadora  moderna. 

   A chegada dos transistores,  permitiu a criação de circuitos eletrônicos muito menores, mais eficientes e confiáveis em comparação com as válvulas eletrônicas. Os circuitos integrados, por sua vez, possibilitaram a integração de milhões, e até bilhões, de transistores em um único chip de silício, gerando  a base para muitos equipamentos eletrônicos modernos, como dispositivos móveis, computadores, sistemas de comunicação, eletrônicos de consumo e muito mais.  O desenvolvimento de técnicas avançadas de fabricação, permitiram que esses dispositivos se tornassem cada vez menores e mais poderosos. O silício é o material mais comumente usado na fabricação de circuitos integrados devido às suas propriedades semicondutoras e à capacidade de controlar a condutividade elétrica por meio de dopagem controlada.

  Um circuito integrado (CI) é um componente que consiste em um conjunto de circuitos eletrônicos interconectados em um único chip de silício ou outro material semicondutor tudo encapsulado no mesmo invólucro. Estes circuitos são colocados dentro de encapsulamentos resistentes e ligados através de fios condutores muito finos até os pinos de conexão externos . Veja:

   Existem vários tipos de encapsulamentos desenvolvidos para as placas de circuito impresso, os quais são usados dependendo do hardware em questão. Assim temos, por exemplo, o PGA (Pin Grid Array)  usado bastante em microprocessadores, e o DIL ou DIP (Dual In-Line Package) usado no modelo de circuito integrado mostrado acima.  

   Sendo um modelo mais antigo, o DIL foi um dos encapsulamentos mais usados  desde a década de 70 e continua sendo usado até os dias de hoje . Seu uso é recomendado para módulos menores, utilizando de uma quantidade reduzida de pinos, normalmente em formato de bloco com duas fileiras paralelas de terminais.   

  Devido à posição e ao espaçamento entre os pinos, os circuitos integrados DIP são especialmente práticos para a construção de protótipos em placas padronizadas ou protoboards. Por isto escolhemos este formato para nosso projeto.

   A escolha do encapsulamento depende das necessidades de design do dispositivo, incluindo fatores como densidade de pinos, dissipação de calor, tamanho e aplicação específica. À medida que a tecnologia avança, novos tipos de encapsulamentos continuam a ser desenvolvidos para atender às demandas em constante evolução.

  Chega de conversa e passemos a construção do nosso circuito integrado fajuto.  Digo isto porque nosso dispositivo  está mais para um circuito híbrido do que para um circuito integrado convencional. Trata-se de construir no mesmo invólucro dois transístores bipolares associados a três resistores . Através de 16 pinos dispostos em formato DIP,  teremos acesso ao mundo exterior onde poderemos criar diferentes circuitos com funções diferentes . 

   Para ficar chique, vou batizar como XYZ0001A. Observe como serão as conexões internas e contagem dos pinos.

    Para a montagem vamos precisar de 1 placa padrão cortada no tamanho de 1,7cm x 2,3 cm , 1 transistor BC337, 1 transístor BC327, uma barra com 16 pinos , 3 resistores de 1K e  algum material para encapsular tudo isso. Eu utilizei um reservatório de apontador escolar. Se não achar nada que sirva, use durepóxi para  moldar um encapsulamento.

   Em uma pequena placa padrão , inserimos barras de pinos que servirão como terminais do ci.  Depois montamos o circuito como faríamos normalmente, soldando as peças de acordo com o diagrama interno do nosso componente, como mostrado acima.

  Depois de tudo é só encapsular

Agora vamos fazer cinco projetos usando  nosso CI  caseiro.

1 -  Pisca led 

Este é o Hello World!  na eletrônica, então não podia faltar.

2 -  Sirene

Aperte o botão, segure e a tonalidade vai mudando com o tempo.

3 - Oscilador controlado pela luz

Passe a mão sobre o LDR e ouça o som variar.

4 - Luz Noturna Automática

Escureceu, acende uma lâmpada automaticamente. 

5 -  Sensor de aproximação

Sensor de múltiplos usos. Aciona um relé quando sente a aproximação da mão ou de outros objetos.

Foi usado para acionar a abertura de uma porta quando aproximar a mão da fechadura.