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 será o valor de resistência do fotorresistor [1]. Isto pode ser bastante útil, pois esta mudança no valor da resistência pode ser lida como uma indicação da quantidade de luz presente e usada por um microcontrolador para executar uma ação correspondente. Os LDRs são frequentemente encontrados como elementos básicos e baratos, como abaixo, mas você também pode encontrar sensores de luz que são projetados especificamente para detectar luz solar ou luz ultravioleta. Dependendo do sensor que você escolher, pode ser necessário consultar sua ficha técnica para ver como conectá-lo ao seu microcontrolador.

Fotoresistor

Os fotorresistores são sensores ópticos?

A resposta curta é sim, os fotorresistores são sensores ópticos. Mas nem todos os sensores ópticos funcionam como fotorresistores. Sensores ópticos são uma família de sensores que utilizam 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 fotorresistores fornecem uma indicação da quantidade de luz presente. Ao procurar um sensor de detecção de luz, é importante saber a distinção entre fotorresistores 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 muita luz, 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 onde 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 tenta 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, a conexão e a leitura do feedback do LDR podem ser implementadas de forma idêntica. Para configurar o fotorresistor, basta 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 Arduíno, para ler a saída. Você também desejará conectar um resistor, que está conectado ao terra, ao lado de saída do fotorresistor, como mostrado abaixo, para proteger os pinos analógicos do microcontrolador.

 Fotoresistor conectado a um Arduino

 

Você pode acionar o atuador linear com o microcontrolador usando um par de relés ou usando um motorista. Para ver como fazer isso, você pode conferir 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 você está tentando proteger, mas se quiser maximizar a exposição à luz, você precisará que o sensor se mova com o objeto que você está expondo. luz. A leitura do feedback do LDR em ambos os casos será idêntica à leitura da tensão analógica do lado de saída do sensor.

A forma como você utiliza esse feedback para controlar seu atuador linear varia de acordo com sua aplicação e caso de uso. Para o primeiro caso de uso em que você está minimizando a exposição à luz, você pode direcionar o atuador linear para uma posição conhecida se uma certa quantidade de luz for detectada ou você pode conduzir o atuador linear até que o fotorresistor detecte uma quantidade menor de luz. O primeiro é mostrado no exemplo de código abaixo. Embora esta seja uma implementação básica, você pode criar soluções muito mais criativas usando esta solução como ponto de partida. Por exemplo, você pode posicionar uma sombra sobre uma planta sensível à luz apenas durante os horários de pico do dia e somente quando estiver ensolarado. Usando o fotorresistor, você pode determinar se estava ensolarado o suficiente para precisar mover o atuador e posicionar a cortina.

No segundo caso de uso em que você está maximizando a exposição à luz, será necessário determinar qual posição maximiza a luz exposta ao LDR. Para fazer isso de forma eficaz, você precisará fazer uso de um atuador linear de feedback para rastrear a posição do atuador. Você pode encontrar guias sobre como usar as diferentes opções de feedback para atuadores lineares em nosso site. página do tutorial. O exemplo de código abaixo mostra como você pode fazer isso usando um atuador linear de feedback do potenciômetro. Você simplesmente rastreia o valor de resistência mais baixo do LDR, que é o valor de tensão mais alto, e a posição correspondente do atuador. Primeiro, você desejará estender o atuador até o comprimento máximo e depois retraí-lo para medir a saída LDR em todo o comprimento do atuador. Depois que o atuador tiver percorrido toda a sua faixa, basta mover para a posição que teve a saída correspondente mais alta do LDR. Para implementar isso na prática, você provavelmente desejará executar o código abaixo em um cronômetro para encontrar uma nova posição periodicamente ao longo do dia.

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Referências:

  1. Notas Eletrônicas. Resistor Dependente de Luz LDR: Fotorresistor. Obtido de: https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/resistors/light-dependent-resistor-ldr.php
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