Eletrodomésticos controlados por RF

A automação residencial sempre foi um tópico quente para aprender ou trabalhar. É muito legal controlar aparelhos AC sem fio. Existem muitas maneiras de fazer isso e a imaginação é o limite. Neste projeto, aprenderemos a maneira mais simples e fácil de construir um projeto de automação residencial sem fio, no qual podemos alternar as cargas CA usando um módulo transmissor e receptor RF de 433 MHz. Este projeto não envolve nenhum microcontrolador; portanto, nenhuma programação é necessária e pode ser desenvolvida em uma placa de ensaio. Parece simples, certo !! Então, vamos construí-lo.

Anteriormente, cobrimos muitos tipos de automação residencial usando diferentes tecnologias e microcontroladores, como:

• Domótica baseada em DTMF
• Domótica baseada em GSM usando Arduino
• Automação residencial controlada por PC usando Arduino
• Automação residencial controlada por Bluetooth usando 8051
• Automação residencial controlada por infravermelho usando Arduino
• projeto de automação residencial usando MATLAB e Arduino
• LEDs RF com controle remoto usando Raspberry Pi
• Automação residencial controlada por telefone inteligente usando Arduino
• Domótica controlada por voz usando ESP8266 e aplicativo Android

Materiais necessários para o projeto de eletrodomésticos controlados por RF:

1. Transmissor e receptor RF 433 MHz
2. IC decodificador HT12D
3. HT12E Codificador IC
4. Módulo de relé 5V (2Nos)
5. Empurre o interruptor de desligamento (2 nos)
6. Resistor de 1M ohm, 47K ohm
7. 7805 Regulador de Tensão
8. Bateria 9V (2Nos)
9. Tábua de pão (2Nos)
10. Fio de conexão

Módulo transmissor e receptor RF 433 MHz:

Deixe-me fazer uma breve introdução a esses módulos de RF antes de entrar no projeto. O termo RF significa “ Radiofrequência ”. Um módulo transceptor de RF sempre funcionará em um par, é necessário um transmissor e um receptor para enviar e enviar dados. Um transmissor só pode enviar informações e um receptor e só pode recebê-las, portanto, os dados sempre podem ser enviados de uma extremidade a outra e não ao contrário.

O módulo do transmissor consiste em três pinos, nomeadamente Vcc, Din e terra, conforme mostrado acima. O pino Vcc possui uma ampla faixa de tensão de entrada de 3 V a 12 V. O transmissor consome uma corrente mínima de 9mA e pode chegar a 40mA durante a transmissão. O pino central é o pino de dados com o qual o sinal a ser transmitido é enviado. Este sinal é então modulado usando ASK (Amplitude Shift Keying) e então enviado no ar a uma frequência de 433MHz. A velocidade com que ele pode transmitir dados é de cerca de 10 Kbps.

O módulo receptor tem quatro pinos, nomeadamente Vcc, Dout, Linear out e Ground, conforme mostrado acima. O pino Vcc deve ser alimentado com uma fonte regulada de 5 V. A corrente operacional deste módulo é inferior a 5,5 mA. Os pinos Dout e Linear out são colocados em curto para receber o sinal de 433Mhz do ar. Este sinal é então desmodulado para obter os dados e é enviado através do pino de dados.

Confira nossos outros projetos usando par RF:

• Robô controlado por RF
• Circuito Conversor IR para RF
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Necessidade de codificador e decodificadores:

Os módulos RF também podem funcionar sem a necessidade de módulos codificadores e decodificadores. Simplesmente ligue ambos os módulos com a tensão correspondente mencionada acima. Agora, faça o pino Din no transmissor alto e você verá que o pino Dout no receptor também fica alto. Porém, há uma grande desvantagem nesse método. Você pode ter apenas um botão no lado do emissor e uma saída no lado do receptor. Isso não ajudará na construção de projetos melhores, por isso empregamos os módulos codificador e decodificador.

O HT12D e o HT12E são módulos codificadores e decodificadores de 4 bits de dados. Isso significa que podemos fazer (2 ^ 4 = 16) 16 combinações diferentes de entradas e saídas. Estes são ICs de 18 pinos que podem operar entre a fonte de alimentação de entrada de 3 V a 12 V. Como foi dito, eles têm bits de 4 dados e bits de 8 endereços, esses 8 bits de endereço devem ser configurados da mesma forma no codificador e no decodificador para que funcionem como um par.

Do bit de 4 dados, usaremos apenas dois neste projeto para fins de demonstração. Você pode usar todos os quatro e controlar quatro aparelhos CA com o mesmo circuito. Você apenas tem que adicionar mais dois módulos de relé.

Módulo de relé 5V:

Conforme mencionado anteriormente, usaremos dois módulos de relé de 5 V para controlar as cargas CA. O termo “5 V” aqui representa a tensão necessária para acionar o relé. O módulo de relé de 5 V usado neste projeto é mostrado abaixo.

Nosso circuito opera a 5 V e precisamos de algo para controlar a carga de 220 Vca, é aqui que um relé se torna útil. Este relé, quando acionado com 5 V, alternará uma chave eletromecânica; esta chave eletromecânica é capaz de alimentar 220 V CA até 10 A. Portanto, nossa carga CA pode ser conectada aos terminais do relé.

Também podemos construir este circuito sem usar um módulo de relé. Nesse caso, você teria que usar um transistor adicional como BC547 e conduzi-lo usando um resistor limitador de corrente em sua base.

Diagrama de circuito e explicação:

Existem dois diagramas de circuito para este sistema de automação residencial controlado por RF, um para o transmissor RF como controle remoto RF para eletrodomésticos e um para o receptor RF onde as cargas CA são conectadas. Explicamos anteriormente o circuito do transmissor e receptor de RF em detalhes.

Circuito Transmissor RF:

Circuito receptor de RF:

Como você pode ver, o circuito do transmissor consiste no IC do codificador e o circuito do receptor consiste no IC do decodificador. Como o transmissor não precisa de 5 V regulado, nós o alimentamos diretamente com uma bateria de 9 V. Já no lado do receptor, usamos um regulador de tensão 7805 + 5V para regular 5V da bateria de 9V.

Observe que os bits de endereço A0 a A7 no codificador e no decodificador IC estão aterrados. Isso significa que ambos são mantidos no endereço 0b00000000. Dessa forma, ambos compartilham o mesmo endereço e atuam como um par.

Os pinos de dados D10 e D11 (pinos 12 e 13) são conectados a interruptores no lado do codificador e aos módulos de relé no lado do decodificador. Com base na posição do interruptor no lado do codificador, as informações serão transferidas para o decodificador e a luz correspondente será alternada.

Os dois módulos de relé são alimentados pela fonte de 5 V fornecida pelo Regulador 7805 e o pino de entrada é conectado ao módulo decodificador. As cargas são conectadas por meio do módulo de relé de forma que somente quando o relé for fechado a conexão com a carga seja concluída.

Nota: Usar uma bateria de 9 V para alimentar a configuração do receptor pode não funcionar corretamente, pois a bateria não é poderosa para fornecer corrente suficiente para o módulo de relé. Nesse caso, use uma bateria ou adaptador de 12V.

Aviso: É necessário muito cuidado ao manusear a tensão de 220 Vca. Certifique-se de que a conexão está de acordo com o circuito e para iniciantes é recomendado o uso de caixa de derivação (caixa de espigão) que possui fusível. Além disso, seus fios devem ser de bitola mais alta para que possam transportar a corrente necessária e não conectem cargas que consumam mais de 8A de corrente.

Trabalho de eletrodomésticos controlados por RF:

Como vimos, o circuito do projeto é muito simples e pode ser facilmente conectado em uma placa de ensaio, este circuito é construído sem nenhum microcontrolador. Usei duas placas de ensaio, uma para a parte do transmissor e outra para a parte do receptor. Também usei duas lâmpadas AC para demonstrar o projeto. Depois de concluir as conexões, a configuração deve ser semelhante a abaixo.

Aqui, a placa de ensaio que é alimentada pela bateria de 9 V é o circuito transmissor e a outra alimentada por adaptador de 12 V (não mostrado na foto) é o módulo receptor. A alimentação CA é retirada da caixa de junção preta mostrada acima. Também temos dois relés para controlar as duas cargas CA de forma independente. O fio amarelo constitui a conexão de fase e o fio verde é a conexão neutra.

Assim que ligarmos os dois circuitos, podemos começar a alternar as cargas CA usando os dois interruptores presentes no circuito do Transmissor. Quando o interruptor um é fechado, ele conecta o pino D13 do codificador IC ao aterramento e este valor é enviado ao decodificador IC através do meio RF.

Depois que o decodificador recebe o valor de D13, ele também faz com que seu pino D11 seja zero. Isso significa que nenhuma tensão é fornecida ao pino de entrada do módulo de relé e o fio de fase será conectado através dos terminais Comum (Com) e normalmente fechado (NF). O mesmo acontece em torno de desligar a carga.

Agora você pode brincar com essa configuração alternando seus interruptores e suas cargas de CA também devem ser alternadas de acordo. O alcance desses módulos pode se estender (testado em até 3 metros) usando uma antena no módulo transmissor. Confira o vídeo abaixo para uma demonstração completa.

Espero que você tenha gostado do projeto e de construir algo semelhante. Se você tiver alguma dúvida, pode publicá-la em nossos fóruns ou nos comentários abaixo. Nos encontraremos em outro projeto interessante até então feliz automatizando.