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Projeto | Acendimento automático de LED com Sensor LDR

Introdução

A automação é algo cada vez mais popular e útil nos dias de hoje, oferecendo praticidades antes inimagináveis. Entre as diversas aplicações práticas da automação, o acendimento automático de lâmpadas é uma das mais úteis e aplicáveis para melhorar a qualidade de vida das pessoas. Afinal, você já deve ter percebido que ao escurecer os postes de luz acendem automaticamente para iluminar as ruas do seu bairro.

Neste artigo, nós vamos implementar um sistema que atua de forma semelhante a uma fotocélula de um poste de luz. Com um sensor de luminosidade (LDR) vamos fazer o controle de quando um LED deverá acender.

Acendimento automático de LED

Sensor LDR

O sensor LDR (Resistor Dependente de Luz), também conhecido como fotoresistor, é um dispositivo utilizado para medir a intensidade de luz presente no ambiente, geralmente feito de semicondutores, cuja resistência elétrica varia conforme a quantidade de luz que incide sobre ele.

O funcionamento do sensor LDR é baseado no efeito fotocondutivo, que é a capacidade de alguns materiais semicondutores de alterarem sua condutividade elétrica quando expostos à luz. Quando a luz atinge o material do sensor LDR, mais elétrons são liberados, aumentando a condutividade do material e diminuindo sua resistência elétrica. Por outro lado, em ambientes escuros, o número de elétrons gerados é menor, resultando em uma maior resistência elétrica.

Eles são dispositivos simples e de baixo custo, o que os torna amplamente disponíveis e acessíveis para diferentes projetos. No entanto, é importante destacar que os sensores LDR têm algumas limitações. Por exemplo, sua precisão pode variar com as condições de temperatura e umidade do ambiente. 

Montagem da placa

Para esse projeto vamos precisar de:

  • 1 x Raspberry Pi Pico
  • 1 x Protoboard
  • 1 x Led
  • 1 x Sensor de Luminosidade (LDR)
  • 1 x Cabo micro USB
  • 1 x Resistor de 10 kΩ
  • 1 x Resistor de 220 Ω
  • Jumpers

Utilizando a protoboard, conecte o pino GND do Raspberry Pi Pico à linha de terra da protoboard usando um jumper a partir do pino 38 da placa Pico. Da mesma forma, alimente a proto conectando o pino VCC do Pico à linha de alimentação da protoboard através de um jumper a partir do pino 36.

Depois pegue um LED e insira-o na protoboard. O terminal mais longo, ânodo, será conectado ao pino GP16 (pino 21) da placa e terminal menor será conectado ao resistor de 220 Ω e este será conectado à linha do GND da protoboard.

Por último, pegue o LDR e insira na protoboard. Uma das pernas será conectada a uma entrada analógica da Pico, como o GP26 ou pino 31, e um resistor. Lembre-se que o resistor deve ser conectado ao GND da protoboard. Já a outra perna do LDR deve ser alimentada pela linha do VCC da protoboard.

Para realizar a montagem correta, confira o mapa de pinos da Pico na Figura 1.

Figura 1 – Raspberry Pi Pico pinout.

Na Figura 2 temos a montagem da protoboard.

Figura 2 – Montagem do projeto no Fritzing.

Figura 2 – Montagem dos componentes na protoboard.

Programa para controlar acendimento do LED

Utilizando o Thonny IDE, vamos iniciar importando as bibliotecas “machine” e “utime” para poder acessar os pinos da placa e para adicionar atrasos ao programa.

Depois configuramos o LED e o LDR, onde o primeiro será uma saída digital e o segundo uma entrada analógica. E como feito no artigo 10 – Projeto | Medidor de temperatura precisamos realizar a conversão do valor lido através do fator de correção:

Feito isso, em um loop realizaremos a leitura do sensor, utilizando 16 bits precisão e multiplicando pelo fator de correção. A coleta será feita a cada 2 segundos e será exibida no terminal.

Empiricamente, foi determinado que, caso o valor lido pelo sensor seja inferior a 1, o LED será ligado; caso contrário, ele será desligado. Mas recomendo que faça alguns testes com seu sensor para verificar qual faixa você considera adequada:

Por fim, confira o programa completo:

No vídeo abaixo temos o teste do programa com os dispositivos físicos, observe o terminal para ver os valores da leitura e o comportamento do LED de acordo com o valor.

Se você não possui os componentes físicos para o projeto, é possível testar o programa utilizando o simulador Wokwi. Abaixo temos a simulação virtual, em que é possível regular manualmente o valor do LDR:

Conclusão

O circuito que construímos neste artigo possibilitou a criação de um sistema que liga um LED de acordo com a luminosidade do ambiente, simulando uma situação que pode ser vista no dia-a-dia em casas automatizadas ou em postes de luz.

O uso do sensor LDR foi o que permitiu a detecção precisa das variações de luz e, por meio de uma programação adequada, conseguimos acionar o LED de forma automática de acordo com as condições luminosas que estabelecemos.

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