Clape Inteligente Protótipo
Aplicação:
Mostro a base de um projeto eletroeletrônico voltado a automação residencial, com o propósito de facilitar o controle de lâmpadas ou até outros aparelhos eletroletrônicos. Este Clape foi projetado para o acionamento e o desligamento através de duas palmas. A sinalização indicará o ponto em que o sistema microprocessado estará operando, por exemplo, led verde acionado: significa que o sistema está aguardando a segunda palma para acionar, e se não receber a resposta irá apagar e reiniciará o sistema; o led amarelo sinaliza que o sistema estará esperando a segunda palma para desativar a saída. Entretanto, essas etapas dos leds verde e amarelo são para batidas sem sincronia e fora do intervalo de tempo, ou seja, batendo as palmas em sincronismo com o hardware, acionará diretamente a saída sem sinalização de aviso.
Um ótimo projeto para ser aplicado nas casas de pessoas com baixa visão ou em leitos.
Componentes:
2 resistores 1/4W %5 (10k);
2 resistores 1/4W %5 (330R);
1 resistor 1/4W %5 (1k);
1 resistor 1/4W %5 (2k7);
1 resistor 1/4W %5 (1M);
1 resistor 1/4W %5 (560K);
1 resistor 1/4W %5 (120k);
1 capacitor de cerâmica (100nF);
1 capacitor de cerâmica (10nF);
1 capacitor eletrolítico (10uF-16V);
1 capacitor eletrolítico (1uF - 16V);
3 transistores BJT BC548;
1 C.I NE555;
1 relé de 5Vdc N contatos (conforme a aplicação);
1 Arduino Due/Uno;
Esquema Elétrico:
Desta vez estou utilizando outras ferramentas como o aplicativo Fritzing que irei apresentar o esquema abaixo e o esquema de montagem na protoboard.
2 resistores 1/4W %5 (10k);
2 resistores 1/4W %5 (330R);
1 resistor 1/4W %5 (1k);
1 resistor 1/4W %5 (2k7);
1 resistor 1/4W %5 (1M);
1 resistor 1/4W %5 (560K);
1 resistor 1/4W %5 (120k);
1 capacitor de cerâmica (100nF);
1 capacitor de cerâmica (10nF);
1 capacitor eletrolítico (10uF-16V);
1 capacitor eletrolítico (1uF - 16V);
3 transistores BJT BC548;
1 C.I NE555;
1 relé de 5Vdc N contatos (conforme a aplicação);
1 Arduino Due/Uno;
Esquema Elétrico:
Desta vez estou utilizando outras ferramentas como o aplicativo Fritzing que irei apresentar o esquema abaixo e o esquema de montagem na protoboard.
Esquema de Montagem Protoboad:
Descrição:
O princípio do funcionamento deste projeto, basicamente está seguindo estas etapas conforme a figura abaixo:
- Sinal: o microfone de eletreto absorve as vibrações de som no ar, convertendo estes sinais em sinais elétricos. Neste caso iremos detectar o som grave das duas palmas. Mais informações dos tipos de microfones no site:
- Amplificação: o sinal elétrico é muito baixo para se trabalhar com mais controle, e por isso que projetamos um amplificador de sinal com os transistores BC548 (Q1 e Q2). Para mais detalhes sobre amplificadores com transistor no site:
- Oscilador/Temporizador Mono-estável: utilizamos o C.I NE 555 (U1) para detectarmos os níveis do novo sinal elétrico. Este c.i está configurado no modo mono-estável, ou seja, sempre que detectar em seu pino 2 o sinal de aproximadamente 0V (som grave das palmas) , gerará um pulso de clock de aproximadamente 132 ms (mili segundos) e de amplitude 5V. Para mais detalhes do NE555 veja no site:
- Controle: o microcontrolador Atmega 328P do Arduino (U2) irá receber no seu pino borne 2 um pulso de clock. e com isso, toda vez que o sistema processar este sinal de subida, acontecerá um overflow (estouro) com base no interrupção externa através dos pino INT0 utilizando o registrador de controle da interrupção 0 (segundo a folha de dados) EICRA.ISC01=1 e ISC=0, e assim acessará as funções para a comparação lógica e de resposta do microprocessador.
- Saída: se tudo estiver correto, o som das duas palmas será amplificado > interpretado como um pulso de clock > analisado pelo microcontrolador > ligará os pinos para sinalização das palmas (pino 12 led yellow e pino 8 led green) conforme a lógica das palmas > ligará o pino 13 saturando o transistor BC 548 (Q3) e energizando o relé (K1) ligando uma carga (lâmpada, motor e etc) > Ou desligará o pino 13 desativando a carga.
Conclusões:
Lembrando a todos os leitores que este projeto é um protótipo. As variações da frequência do ambiente atingindo o mesmo nível do sinal que as palmas emitem, acionaram o sistema e possivelmente poderá acionar a carga. Para a correção desses problemas, podemos analisar melhor o som das palmas com um osciloscópio e projetar um bom filtro passa-baixa e com ele um comparador de sinal ou feito com transistores ou amp.ops. Na parte do firmware do arduino, podemos usar uma outro timer para capturar o clock na subida em uma faixa de tempo fixa, assim criará um sincronismo de leitura correspondente aos intervalos do sons das palmas.
