Controlando Atuadores Lineares com um Resistor Dependente de Luz

Resistores dependentes de luz

Resistores dependentes de luz (LDR), ou fotorresistores, são resistores variáveis ​​que têm seu valor de resistência alterado com base na quantidade de luz detectada pelo elemento fotoelétrico. Geralmente, quanto mais luz incide sobre o fotorresistor, menor o valor de resistência do fotorresistor [1] Isso pode ser bastante útil, pois esse valor de resistência variável pode ser lido como uma indicação da quantidade de luz presente e usada por microcontrolador para executar uma ação correspondente. Os LDRs são frequentemente encontrados como um elemento básico e barato, como abaixo, mas você também pode encontrar sensores de luz que são projetados especificamente para detectar luz solar ou UV. Dependendo do sensor que você escolher, pode ser necessário consultar sua folha de dados para ver como conectá-lo ao seu microcontrolador.

Fotorresistor

Os fotorresistores são sensores ópticos?

A resposta curta é sim, fotoresistores são sensores ópticos. Mas nem todos os sensores ópticos funcionam como fotoresistores. Os sensores óticos são uma família de sensores que utiliza a luz de várias maneiras. Alguns sensores ópticos usam luz para detectar a presença de um objeto ou mesmo usados ​​em feedback em atuadores lineares, enquanto os fotoresistores fornecem uma indicação de quanta luz está presente. Ao procurar um sensor de detecção de luz, é importante saber a distinção entre fotoresistores e outros sensores ópticos.

 Sensor óptico em um atuador linear

Casos de uso potenciais com atuadores lineares

LDRs podem ser usados ​​em conjunto com atuadores lineares para dois propósitos básicos; a primeira é fazer com que o atuador reaja quando há luz demais e a outra é fazer com que o atuador se mova para maximizar a quantidade de luz vista pelo LDR. O primeiro caso de uso é útil para aplicações nas quais você deseja minimizar a quantidade de luz, como proteger plantas sensíveis à luz ou automatizar uma cobertura sobre um pátio ou varanda. O segundo caso de uso é útil em aplicações como painéis solares, onde você está tentando posicioná-los para maximizar a quantidade de luz vista pelos painéis.

Painéis solares

Utilizando um LDR para controlar um atuador linear

Felizmente, o feedback do LDR não mudará com base em nenhum dos casos de uso, portanto, conectar e ler o feedback do LDR pode ser implementado de forma idêntica. Para configurar o fotorresistor, você simplesmente precisa conectar o lado positivo do fotorresistor a uma fonte de alimentação apropriada e o lado negativo a um pino analógico de um microcontrolador, como um Arduino, para ler a saída. Você também desejará conectar um resistor, que é conectado ao terra, ao lado da saída do fotorresistor, como mostrado abaixo, para proteger os pinos analógicos do microcontrolador.

 Fotorresistor conectado a um Arduino

 

Você pode conduzir o atuador linear com o microcontrolador usando um par de relés ou usando um motorista de motor. Para ver como fazer isso, você pode verificar nosso blog em Como controlar um atuador linear com um Arduino. O posicionamento do seu sensor LDR dependerá do seu caso de uso; se você está tentando proteger uma área da luz, você vai querer o LDR com tudo o que estiver tentando proteger, mas se quiser maximizar a exposição à luz, você precisará do sensor para se mover com o objeto que está expondo luz. Para ler o feedback do LDR em qualquer caso, será idêntico, pois você simplesmente lê a tensão analógica do lado de saída do sensor.

A forma como você utiliza esse feedback para controlar seu atuador linear varia de acordo com seu aplicativo e caso de uso. Para o primeiro caso de uso em que você está minimizando a exposição à luz, você pode conduzir o atuador linear para uma posição conhecida se uma certa quantidade de luz for detectada ou você puder dirigir o atuador linear até que o fotoresistor detecte uma quantidade menor de luz. O primeiro é mostrado na amostra de código abaixo. Embora esta seja uma implementação básica, você pode fazer soluções muito mais criativas usando essa solução como ponto de partida. Por exemplo, você pode posicionar uma sombra sobre uma planta sensível à luz apenas durante o horário de pico do dia e somente quando estiver ensolarado. Usando o fotoresistor, você pode determinar se estava ensolarado o suficiente para precisar mover o atuador e posicionar a sombra.

No segundo caso de uso em que você está maximizando a exposição à luz, você precisará determinar qual posição maximiza a luz exposta ao LDR. Para fazer isso de forma eficaz, você precisará fazer uso de um atuador linear feedback para rastrear a posição do atuador. Você pode encontrar guias sobre como usar as diferentes opções de feedback para atuadores lineares em nossos página tutorial. A amostra de código abaixo mostra como você pode realizar isso usando um atuador linear de feedback de potencialiômetro. Basta rastrear o menor valor de resistência do LDR, que é o maior valor de tensão, e a posição correspondente do atuador. Primeiro você vai querer estender o atuador até o comprimento máximo e, em seguida, retratá-lo para medir a saída de LDR durante toda a extensão do atuador. Uma vez que o atuador tenha se movido por toda a sua gama, você simplesmente se move para a posição que tinha a saída correspondente mais alta da LDR. Para praticamente implementar isso, você provavelmente vai querer executar o código abaixo em um temporizador para encontrar uma nova posição periodicamente ao longo do dia.

Há muitas maneiras criativas de fazer uso de fotoresistores com atuadores lineares e adoraríamos ver o que você fez. Com Firgelli Automation's ampla seleção de atuadores lineares e acessórios, você pode fazer o seu próximo projeto leve controlado uma brisa.

Referências:

  1. Notas eletrônicas. Resistor dependente da luz LDR: Fotoresistor. Recuperado de: https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/resistors/light-dependent-resistor-ldr.php

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