Acionamento de uma lâmpada com Arduino

Esse é o primeiro artigo de uma serie na qual utilizaremos algumas metodologias para realizar o acionamento de uma lâmpada com Arduino.

Os pinos digitais da plataforma Arduino UNO fornecem uma tensão digital contínua de 5V. Para ativar uma carga que está ligada a uma tensão alternada (110VAC ou 220VAC) é necessário utilizar um circuito que permita esse acionamento. Existem diversas opções de circuito para essa função, como a utilização de TRIACS ou RELÊS. Quando utilizamos o circuito com TRIAC + optoacoplador para acionamento, temos ganhos com relação a interferência eletromagnética e ficamos menos susceptíveis a ruídos. O circuito com relê é mais simples e mais barato e não possui todas essas proteções.

Controlando uma lâmpada com Arduino

O pequeno projeto que será apresentado neste artigo ligará ou desligará uma lâmpada quando o usuário pressionar uma tecla. Para isso, utilizaremos neste projeto uma placa Arduino UNO e um circuito que possui um relê eletromecânico.

Atenção: Esse projeto utiliza eletricidade (tensão alternada – AC) que pode ser perigosa para quem trabalha com ela e não saiba exatamente o que está fazendo. Apenas reproduza esse projeto com segurança. Caso não tenha o conhecimento necessário para fazer a experiência de maneira segura, faça-o na presença ou sob orientação de alguém mais experiente. Assuma sempre que a sua segurança deve estar em primeiro lugar.

Os Melhores Treinamentos sobre Sistemas embarcados e IoT

Cursos com professores qualificados para acelerar sua carreira e projetos

MATRÍCULE-SE AGORA

O que é um relê?

O relê é um dispositivo eletromecânico que permite o acionamento de cargas elétricas a partir de um circuito de comando de baixa potência, como, por exemplo, um sinal digital. Um relê é constituído basicamente por uma bobina e contatos. Possuem contatos NA (Normalmente Aberto) ou NF (Normalmente Fechado), dependendo do modelo do relê escolhido. Esta nomenclatura se refere principalmente ao estado de repouso da bobina do relê. Quando o relê está desligado, o contato NA está aberto e o NF fechado, porém quando é acionada a bobina do relê os contatos mudam de estado, ou seja, o contato NA é fechado e o NF é aberto. Esse estado permanece enquanto a bobina estiver acionada, e, quando ela é desligada, os contatos retornam para o estado de repouso.

A seguir é exibida a construção do relê:

Fonte: https://trabalhofisica2012.blogspot.com.br/

Circuito para acionamento de uma lâmpada com Arduino

Veja o esquemático a seguir que mostra um circuito que pode ser montado para acionamento com relê, feito já pensando em ligar um Arduino de 5V, como UNO, MEGA, Leonardo e outros. É necessário o uso de um transistor bipolar , mesmo que a tensão do rele seja 5V, pois a sua corrente é de 72 mA, e o pino do Arduino só pode fornecer no máximo 40 mA.

Foi utilizada uma placa Módulo RELE que possui os componentes semelhantes do esquemático disposto acima. 

Com este módulo é possível acionar cargas AC de 127 V / 15A e 250 V / 10A, ou cargas DC de até 110 V / 15A. Quem limita é o relê Metaltex AT1RC-5V. Ele solicita que o acionamento seja feito com 5V.

Para a elaboração desse circuito serão necessários os seguintes componentes:

• 1 Arduino UNO;

• 1 Módulo 1 Relê;

• 1 Lâmpada 127 V – 60W;

• Fios e jumpers;

• 1 chave táctil-switch;

• resistor 1K;

• capacitor 100 nF.

Abaixo o esquema de ligação:

O sketch para o funcionamento é o seguinte :

#define PRESSIONADO    true
#define NAO_PRESSIONADO       false

const byte RELE = 8;
const byte S1  = 2;

boolean estado_S1;

void setup()
{
   pinMode(RELE,OUTPUT);     //define o pino do rele como saída
   pinMode(S1,INPUT);        //define o pino da tecla como entrada
}

void loop(){
  if(digitalRead(S1) == LOW)                //se tecla pressionada
 {
   delay(20);                      
   if(estado_S1 == NAO_PRESSIONADO)//se tecla estava não pressionada
   {
     estado_S1 = PRESSIONADO;              //sinaliza pressionada
     digitalWrite(RELE,!digitalRead(RELE));//inverte estado do rele
   }
 }
 else                                     //se não
 {
   estado_S1 = NAO_PRESSIONADO;     //sinaliza tecla não pressionada
 }
}

O funcionamento desse sketch é bem simples. Primeiramente foram definidos os pinos que estarão ligados ao relê e à tecla, neste casos os pinos digitais 8 e 2 respectivamente. Na função setup foi feita a configuração desses pinos, como saída e entrada, respectivamente.

Na função loop é alternado o estado do relê da lampada em função do pressionamento da tecla. Quando pressionada a tecla, o estado da lâmpada é alterado: se estiver acesa, ela é apagada, e vice-versa.

Este projeto servirá como base para aplicações futuras, onde podemos acender uma lampada automaticamente, através de comando de um sensor, ou até mesmo controlar ela através do smartphone ou internet.

E você leitor onde gostaria de aplicar esse projeto? Tem dificuldade em acionar cargas em corrente alternada? Muito mais vem por ai – Aguarde!

Agradecimentos

Esse artigo contou com a ajuda de Thiago Lima, Henrique Rossi e Francesco Sacco, que publicam nesse site. Eles ajudaram na elaboração e revisão do texto.

Cirineu Fernandes também enviou sugestões de melhoria para o artigo. 

Para aprender mais sobre Arduino

Arduino – Primeiros Passos

Placas Arduino – trajetória até o UNO

Arduino UNO

Referências

Blog FBS Eletrônica

Adaptado e modificado do texto publicado em  https://fbseletronica.wordpress.com/2014/05/07/tutorial-arduino-ligando-uma-lampada/   [editado em 13 de maio de 2014 às 21:00] 

Using Relays with Arduino – Turning on the Lights