Faça você mesmo uma vela eletrônica inteligente usando ldr

As velas têm sido de grande utilidade desde tempos imemoriais, têm guiado os humanos durante a noite, mesmo antes de Edison ter a ideia das lâmpadas. Hoje, de igrejas a cozinhas, as velas são usadas não apenas para fornecer luz quando necessário, mas também para aumentar a estética e proporcionar uma sensação calorosa. Embora velas comuns funcionem bem, elas derretem rapidamente, tornando o lugar desagradável e, às vezes, se não forem supervisionadas, também podem causar riscos de incêndio. Portanto, neste tutorial vamos fazer uma vela eletrônica sem chama usando alguns aparelhos eletrônicos simples e um LED. Além disso, esta vela inteligente liga-se automaticamente à noite ou durante a escuridão e desliga-se durante o dia. Tem o mesmo conceito que usamos anteriormente em muitos circuitos detectores de escuridão:

• Circuito indicador escuro e claro
• Detector escuro usando LDR e 555 Timer IC
• Circuito de dispositivo de iluminação de buraco de fechadura simples
• Luz de escada automática

Materiais requisitados

1. LM358 IC
2. LDR (foto resistor)
3. Resistor 1M e 1K
4. LEDs
5. 10K Pot
6. Tomada de alimentação DC fêmea 12V e adaptador de 12V
7. Folha de cartão e Perfboard

LM358 - Comparador Op-Amp

O cérebro por trás deste circuito é o LM358 IC, que atua como um comparador neste projeto específico. Vamos examiná-lo brevemente antes de nos aprofundarmos. O LM358 é um amplificador operacional (Op Amp) IC. Este IC consistem dois amplificadores operacionais que podem suportar uma tensão entre 3.3V a 32V e tem um dreno corrente de alimentação muito baixa de 500μA. O IC se parece internamente com a imagem abaixo:

É geralmente usado na construção de circuitos comparadores e amplificadores simples e também pode ser encontrado em circuitos de filtro ativo, formadores de onda, etc., neste projeto usaremos o LM358 como comparador de tensão. Um comparador de tensão é usado para comparar duas tensões e descobrir qual é maior que a outra e, em seguida, tornar a saída alta ou baixa dependendo disso. Portanto, se aplicarmos tensão às entradas inversoras e não inversoras e se a tensão na entrada não inversora for maior do que a tensão na entrada inversora, a saída ficará alta e, se vice-versa, a saída será baixa. Este projeto funciona inteiramente neste princípio. A fórmula para comparação de tensão é dada como:

V _OUT = A _O (V _{in +} - V _in)

Onde A _O é o ganho de malha aberta do amplificador operacional. V _{in +} é a tensão de entrada no terminal de entrada não inversor e V _in é a tensão de entrada no terminal de entrada inversor. Portanto, se V _{in +} for maior que V _in, a saída será alta, caso contrário, será baixa.

LDR

Se o Op-amp é o cérebro do nosso circuito, então o LDR é o órgão sensorial. O resistor dependente de luz (LDR) ou foto resistor é um resistor controlado por luz. Sua resistência diminui com o aumento da intensidade da luz e vice-versa. Na verdade, quando a luz incide no LDR, o semicondutor absorve os fótons da luz e os elétrons ligados saltam para a banda de condução e a resistência diminui devido à fotocondução. Para saber mais sobre o LDR e seu funcionamento, siga o link.

Diagrama de Circuito e Explicação

O circuito não é realmente difícil; o diagrama de circuito completo para Electronic Candle é fornecido abaixo.

Conforme mostrado no diagrama de circuito, conecte um resistor de 1K ao pino 1 do IC e, em seguida, conecte a extremidade positiva de um LED a este resistor e a negativa ao terra. Agora conecte o pino do meio do potenciômetro de 10K ao pino 2 do IC e conecte o aterramento e 12V ao resto dos pinos do potenciômetro. Conecte um resistor de 1M a 12V e conecte o LDR em série com este resistor. Agora, conecte a outra extremidade do LDR ao aterramento do circuito. Conecte o ponto comum do LDR e o resistor de 1M com o pino 3 do IC. Conecte 12 V ao pino 8 e aterre ao pino 4 do IC e você está pronto. Você não precisa ser muito seletivo sobre os resistores, nós conectamos. Mas certifique-se de que o resistor conectado ao LDR esteja em mega ohms e o resistor com LED esteja em alguns milhares.

Construímos o circuito completo em uma placa pontilhada para torná-lo compacto e fácil de usar. É realmente um circuito simples, você só precisa aprimorar suas habilidades de soldagem e começar a projetá-lo. Em primeiro lugar, monte a tomada de alimentação DC fêmea de 12 V no perfboard. Lembre-se da configuração do pino deste conector ao projetar o circuito. É mostrado na figura abaixo:

A pinagem do op-amp já foi discutida acima e os resistores e LDRs não têm polaridade. Assim que o trabalho de solda estiver concluído, a placa deve ser parecida com a mostrada na imagem abaixo.

Vela Elétrica Inteligente - Funcionando

Depois de projetar o circuito na perfboard e soldá-lo, conecte o adaptador de 12 V ao conector fêmea e seu LED deve estar brilhando. Agora, para calibrar o comparador, ajuste o potenciômetro de 10K para o nível onde o LED simplesmente apaga. Agora cubra o LDR com sua mão e você verá o LED acender. Você pode ajustar a sensibilidade do LDR ajustando o potenciômetro.

Agora, vamos entender como essa vela funciona. Como já sabemos que na escuridão a resistência do LDR aumenta para mega ohms e diminui com o aumento da intensidade da luz para algumas centenas de ohms. Portanto, à luz, como a resistência é muito baixa, a tensão no sinal não inversor é muito baixa em comparação com o terminal inversor por causa do potenciômetro de 10K que conectamos. Portanto, neste caso, a tensão de saída também é baixa, portanto, o LED não liga. Mas no caso de escuridão a resistência aumenta para mega ohms, o que é silenciosamente alto em comparação com o potenciômetro de 10K, portanto o LED acende.

Ajustar o potenciômetro irá manipular a sensibilidade. Por sensibilidade, quero dizer com que intensidade de luz seu comparador liga o LED. Se você ajustar o potenciômetro próximo ao LED aceso, ele também detectará escuridão mínima. Mas se você ajustá-lo muito antes de o LED ligar, ele só será capaz de detectar escuridão elevada. Você também pode testar a sensibilidade colocando a mão na frente do LDR. É altamente sensível se detectar sua mão distante e é menos sensível se você precisar cobri-la para acender o LED.

Se você deseja usar mais de um LED, não é um problema. Conecte dois ou três LEDs em série e, finalmente, conecte-os onde estávamos conectando um único LED e seu perfeito. Mas certifique-se de que seu comparador possa fornecer corrente suficiente para alimentar todos os LEDs.

Para fazer a vela, você pode usar qualquer coisa para cobrir o LED. Usei uma folha de cartão e um lenço de papel. Enrole a folha de cartão de acordo com o tamanho do LED e corte-a de cima um pouco em forma de chama ou no formato que desejar, para que fique atraente. Cubra o LED com esta vela e você fará sua própria Vela Eletrônica Inteligente.

Eu também simulei este circuito no Proteus 8. Você também pode projetá-lo por conta própria. Basta seguir o diagrama de circuito acima e definir a intensidade da luz do LDR para 1000 e começar a diminuí-la até chegar a zero e você verá o LED brilhando como mostrado no vídeo abaixo.