INTERRUPTOR POR PALMAS

Para os projetos que realizo, busco sempre auxílio no conhecimento de trabalhos anteriores e juntando um pouco com as necessidades e tecnologias atuais, tentei projetar um sistema de controle que consiste em um interruptor eletrônico, o qual deve ser capaz de ligar e desligar um LED apenas com o Bater as Palmas da Mãos ou um Estalar de Dedos, porem esse projeto é muito versátil e facilmente modificado para acionar realmente uma lâmpada de verdade mais explicarei mais em breve.

Seu principio de funcionamento se baseia na utilização de um simples microfone, capaz de gerar um sinal muito intenso devido à alta freqüência e a intensidade do som propagado pelo Bater as Palmas ou Estalar os Dedos. Esse sinal deve ser interpretado por um circuito como um pulso de entrada que está ligado a um flip-flop, o qual será responsável por ligar ou desligar o interruptor do sistema.

O desenvolvimento do projeto segue abaixo.

Captação do som e filtragem

Para captar o sinal sonoro, usaremos como entrada para o circuito um microfone de eletreto. Seu diagrama esquemático é mostrado abaixo:

Parte de captação do áudio.

Microfone de eletreto.

O microfone capta a vibração do ar provocado pelo som, transformando essa vibração mecânica em impulsos elétricos, produzindo ondas de mesma freqüência do som que o gerou. Ele está ligado em série com o resistor de 10k ohm para limitar a corrente que passa pelo microfone (chave de pull up). É necessário também observar a polaridade do microfone.

Em seguida, o sinal gerado passa por um filtro que elimina a componente contínua do sinal (devido à tensão dc de 5V) e atenua parte da freqüência da fala, já que somente é desejável que o circuito seja acionado por ruídos muito intensos. Dessa forma, um capacitor de 200 nF já é suficiente para filtrar a componente contínua.

Amplificação do sinal e pullup

O som produzido por palmas gera sinais elétricos de amplitudes muito baixas no microfone de eletreto. Esses sinais precisam ser amplificados e nesse projeto se decidiu por um ganho de 330.

Op amp TL072 ( amplificador operacional).

TL072 Amplificador operacional.

Pinagem do Op amp TL072.

Observe que o nosso amplificador é inversor, desta forma o sinal entra no terminal inversor do amplificador. Logo, para uma resistência de 330k ohm na realimentação, teremos aproximadamente um ganho de 330.
Novamente, ao capturarmos o sinal no final do estagio de amplificação, teremos agora uma tensão de pico equivalente a cerca de 4 a 5 V.
Essa tensão de saída do comparador vai ativar um temporizador, que será explicado a seguir.

Para garantir um disparo sem interferencia no trigger do nosso temporizador, conectamos um filtro de 680 nF e uma resistência de pullup de 10k ohm.

Capacitor ceramico de 680 nf como filtro.

Temporização

       O circuito do temporizador foi montado com um LM 555 configurado como um monoestável, já utilizado em práticas anteriores. Seu funcionamento permite elevar a tensão em sua saída para o valor da alimentação e mantê-la assim por um determinado período sempre que um pulso surgir na sua entrada de disparo (trigger). Nesse caso, a tensão de alimentação será de 5V, já que a alimentação do circuito é de 5V. Na saída do 555 teremos um flip-flop que será responsável por gripar o circuito em níveis lógicos 1 e 0, possibilitando ligar ou desligar o LED.

       Na entrada do trigger do 555 foi conectada a saída do amplificador. Dessa forma, sempre que o microfone gerar um sinal elétrico capaz de disparar o 555, a saída permanecera por um período de tempo satisfatório ativada. Para que essa constante de tempo seja alcançada devemos calcular seus parâmetros de acordo com a fórmula apresentada abaixo:

T = 1,1 CR

 Desejamos um tempo de aproximadamente 8 ms e escolhemos arbitrariamente um capacitor de 680 nF, temos que R deve ser igual a 10,7k ohm. Considerando esse valor, usaremos o valor comercial mais próximo e mais comum, que é 10k ohm.  Logo, o novo valor para o tempo será de 7,48 ms.

Parte de temporização LM555.

CI LM555 (timer).

Pinagem do LM555 (timer).

Na saída do monoestável, conectamos mais um filtro de altas freqüência, o capacitor de 100 nF, e também implementamos um pulldown (resistor de 10k ohm ), buscando evitar que clocks indesejados apareçam no flip-flop.

Outro filtro.

Acionamento

Para alternar o estado do LED que será acionado pelas palmas usaremos um flip-flop tipo D, encapsulado no CI4013. Esse flip-flop, com clock sensível a borda de subida, muda seu estado de saída para o mesmo estado que estiver na entrada D quando um pulso de clock for emitido ao circuito. Nesse projeto, o pulso de clock será a saída do temporizador 555. Para garantir que o circuito irá alternar seus estados a cada pulso de clock, ligaremos o flip-flop como flip-flop tipo T (toogle), onde conectamos a saída Q’ diretamente a entrada D. Assim, sempre que a saída Q estiver em 0, a saída Q’ vai estar em 1. Quando um pulso de clock chegar até o circuito, a saída Q muda para 1, a Q’ para 0 e quando um novo pulso chegar ao clock, a saída Q voltará para 0.

O LED será conectado à saída Q desse flip-flop por meio de uma resistência de 470 ohm. A importância dessa resistência é a limitação da corrente que passa pelo LED. É importante ressaltar que o LED será ligado ao flip-flop, ou seja, a corrente por ele drenada será fornecida por esse dispositivo. Nesse caso não tem muito problema porque a corrente é baixa. Mas para a ligação de outros componentes que drenem uma corrente alta se faz necessário um circuito de acionamento um pouco mais completo, com transistor e até relé, para aplicações que envolvem sistemas de potência.

CI  flip-flop CD4013.

 flip-flop CD4013.

Pinagem do CDflip-flop 4013.

        O circuito não apresentou muitos problemas no processo de desenvolvimento uma vez que ele foi montado seguindo as etapas explicada. Um forte exemplo para esse fato é o tempo estimado para o monoestável foi de 7,48 ms e o obtido na prática de 7,7 ms. Valores esses muito satisfatórios para o que foi projetado.
        Esse projeto pode ser considerado um protótipo para uma aplicação mais útil. Uma delas, simples e que pode ser muito usada no dia-a-dia, é o acionamento da iluminação de um determinado ambiente por palmas ou um estalar de dedos. Algumas modificações se fazem necessárias, como a remodelagem da parte de acionamento com a inserção de um transistor ou um relé de potência, mas o corpo do projeto é o mesmo.

Para uma montagem para acionamento de uma carga maior podemos utilizar um simples acionamento com um transistor BC548, e é muito importante colocar em anti-paralelo com o relê um diodo, esse impede que correntes induzidas pela bobina do relê danifique algum componete do circuito.

 

Acionamento de potência.

O final do projeto juntando todas as etapas anteriormente esplicadas separadamente tem a seguinte configuração:

Montagem final.

PERSIANA AUTOMATIZADA

      Esses dias eu acordei em meu quarto com o sol batendo na minha cara, quando olhei e vi que a janela estava aberta e a persiana também, como estava com muita preguiça de levantar para fechar a persiana, fiquei pensando como seria bom algo que fosse possível controlar a abertura desejada sem ter que levantar da cama, sabe como se fosse apagar a luz, já que o interruptor fica bem em cima da cama possibilitando seu controle mesmo deitado, então porque não ser um botão junto com o da lâmpada?

      A idéia era muito boa então resolvi procurar um motor que fosse ideal para adaptação, o que encontrei que mais me satisfez foi um motor velho de impressora  12V e com consumo de corrente relativamente baixo.

Foto do tipo de persiana a ser automatizada.

Motor de impressora 12V.

      Comecei desmontando a persiana e analisando seu mecanismo, e observei que aquela cordinha cheio de bolinhas que é responsável pelo posicionamento das pás era uma simples cordinha que funcionava como uma correia dentada rodando o sistema, movimentando as pás, então retirei essa cordinha de bolinhas e  prendi o motor da impressora com duas abraçadeiras de plástico (essas fitas tipo lacre), em seguida conectei o motor no sistema de mecanismo da persiana por meio de um anel oring, assim finalizando a parte de mecanismo, faltando apenas a parte de controle do motor.

Mecanismo da persiana.

Abraçadeiras utilizadas para prender o motor.

Anel oring utilizado geralmente para vedação. 

      Passado todo esse processo, faltava ainda analisar como seria feito o controle do motor pois seria necessário a existência de uma chave para selecionar a posição das pás além de um botão de pulso para realizar a movimentação. Dando uma fuçada nas minhas coisas encontrei uma chave que seria ideal pois ela tinha 6 pinos e duas posições, era igual a da figura a seguir:

Bom explicando seu funcionamento temos o seguinte:

Posição 1 temos a conexão dos pinos 1 com 2 tanto do lado A quanto lado B, e na posição 2 temos a conexão dos pinos 2 e 3 também tanto do lado A quanto do lado B,  assim possibilitando uma montagem onde conseguimos inverter a polaridade do motor ja que se trata de uma fonte de corrente continua, e com o auxilio de um botão de pulso do tipo NA (normalmente aberto) podemos fazer o comando da movimentação após ter escolhido o lado desejado.

Botão de pulso NA (normalmente aberto).

Esquema da ligação para que possibilite uma inversão do motor.

      Com essa ligação feita , eu apenas adaptei tudo isso em um espelho de luz no meu caso o mesmo que utilizo na cabeceira da cama para acender a luz, passei todos os cabos por cima da lage, e coloquei uma fonte de alimentação la em cima de 12V obtendo resultados extremamente satisfatórios que mostro no seguinte vídeo: 

SOM ALTERNATIVO PARA CARROS.

      Fala galera esse meu novo projeto, se deve ao simples fato de ser funcional para mim, simples barato e é claro sempre pelo aprendizado envolvido no desenvolvimento de qualquer tipo de projeto. Se trata de um som que eu desenvolvi para colocar em carros, tudo começou um dia que minha caixa de som do computador parou de funcionar, quando eu abri ela para analisar que poderia estar acontecendo de errado, fiquei espantado como o seu circuito amplificador era simples, era um amplificador feito com um CI TDA7052 que se trata de uma forma simples de construir um amplificador.

Imagem do CI TDA7052.

Pinagem do TDA7052.

      De cara  pensei em adapta-lo no carro, porem existia alguns problemas  que eu só fui descobrir com a tentativa de instalação. Uma das coisas que primeiramente não tinha imaginado seria a alimentação do meu circuito amplificador, na caixinha de som ele era alimentado com a rede elétrica de 127 V porem corrente alternada, e na bateria do meu carro eu tinha apenas 12 V de corrente continua. Então foi analisando melhor o circuito que eu percebi que ele reduzia essa tensão para 6 V através de um trafo (TRANSFORMADOR) e que também existia no circuito uma parte responsável pela retificação , uma simples ponte retificadora com 4 diodos 1N4007. Foi então a idéia de retirar toda essa parte de rebaixamento e retificação e adaptar diretamente a bateria do carro.

Imagem do trafo retirado do circuito original.

Esquema da ponte retificadora presente no circuito.

Diodos 1N4007.

      Bem analisado a situação retirei o trafo e a ponte do meu circuito, e para fazer com que os 12V da bateria virasse 6 V necessários para o funcionamento do meu circuito , utilizei um regulador de tensão do tipo LM78xx, que no meu caso era o LM7806. Por se tratar de um simples componente sua ligação foi muito simples, como mostra as imagens a baixo.

LM7806 Transistor regulador de tensão.

Foto do tipo de encapsulamento (TO-220) do transistor regulador.   

Esquema de ligação dos reguladores da família LM78xx.

      Após toda essa etapa de adaptação, terminei a instalação no carro, porem quando fui testar percebi que o som era muito fraco, isso devido a potência que esse meu circuito fornecia, no caso do TDA7052 apenas 3 Watts  em 8 ohms, para os alto falantes da caixinha mais que suficiente , mais para os alto falantes que instalei no carro era pouca potência, então resolvi colocar também um módulo que estava parado em casa, e com isso sim o som ficou muito bom.

Alto falante 3 W.

Alto falante instalado no carro.

Módulo utilizado para dar potência.

Diagrama elétrico do circuito de amplificação.

      Depois de toda essa breve explicação sobre o funcionamento do meu projeto, apresento aqui um vídeo demonstrando realmente seu funcionamento, espero que todos gostem.

Afinador de violão feito com LED's

  

      Fala galera, esses dias estava observando algumas imagens de LED's pilotos de equipamentos eletrônicos, e percebi que quando filmamos eles ou ate mesmo em fotos percebemos que na realidade eles estão piscando, isso se deve ao fato de muitas vezes eles estão ligados com mais componentes só que multiplexados (motivo o qual usamos para economizar saídas de CI's ou microcontroladores) .

Aqui temos a imagem de um LED normal aceso.

Aqui temos  a imagem de um LED que na verdade esta oscilando, geralmente isso não é perceptível a olho nú , pois são freqüência altas causando a ilusão de óptica de que é um simples LED aceso.

      Enfim, com isso tive a simples idéia de ligar dois LED's lado a lado, oscilando em freqüências do tipo 440Hz (ou seja a nota LÁ ) ou qualquer outra freqüência relacionada as notas por exemplo de um violão, de modo que enquanto um LED acende o outro apaga, porem um "ciclo" de um LED correspondesse exatamente a freqüência da nota desejada. 

Imagem correspondente ao ciclo de acionamento dos LED's.

      Utilizando um microcontrolador 16F628A, fiz um simples programa utilizando duas pernas de saida para acionamento dos LED's, de modo que eles piscassem da maneira desejada (anteriormente explicada), assim quando iluminada a corda correspondente a freqüência observamos se ela realmente esta afinada, pois se ela estiver desafinada ficada bem claro a interferência luminosa, de modo que apertando ou soltando a corda conseguimos um alinhamento, pois a freqüência de oscilação dos LED's casa exatamente com a da corda.

      Vejamos em seguida o vídeo demonstrando o experimento.  

      

      Caso queira tentar montar um afinador completo algo que não é muito difícil, podendo ate colocar um simples botão para selecionar a corda, e ate mesmo junto com o botão implementar um display de 7 sentimentos, mostrando assim qual corda se trata aquela freqüência selecionada, em seguida coloco uma tabela com as demais freqüências, faltando apenas calcular os períodos (nada muito difícil simples fórmula física, período inverso da freqüência  T=1/F).

Tabela das freqüência das notas.