UT-8EFAF-U1-06
Natureza eletrizante
Há uma infinidade de dispositivos eletrônicos que podem ser utilizados em nossos projetos e nessa aula iremos traduzir a natureza por meio dos sensores de luminosidade e de temperatura presentes no seu StepKit.
Para isso, vamos precisar dos seguintes materiais:
- StepBoard
- Sensor de luminosidade LDR
- Sensor de temperatura NTC
- Cabo USB
A nossa placa faz uma leitura do sinal elétrico fornecido pelos sensores, informando um dado que vai de 0 a 1023. Esse número num primeiro momento não tem qualquer significado, sendo apenas os limites da nossa informação. Precisamos traduzir esse número para um valor coerente!
As conexões elétricas devem ser feitas ligando o fio vermelho no VCC e o fio preto no GND, em ambos os sensores. O fio amarelo do LDR deve ser conectado ao A1 e o fio amarelo do NTC ao A0. Para isso, conecte o sensor de temperatura e o sensor de luminosidade à StepBoard, conforme a imagem abaixo:
Na tela lateral do S4A, conseguimos visualizar alguns valores das entradas de sinais elétricos, seja ele analógico ou digital. Vamos testar o valor do Analog1, ou seja, o sinal do LDR. Anote em seu Diário de Bordo as medidas para as seguintes condições:
- LDR em condição ambiente, sem interferência.
- LDR sem fonte de luz (tampe o sensor com seu dedo).
- LDR iluminado por uma fonte de luz (pode ser uma lanterna!).
Os números estavam variando, então escolhi os que mais apareciam! Anotei os valores 700 (ambiente), 940 (tampado) e 200 (lanterna).
Podemos acender um LED quando estiver escuro. Para isso, monte uma programação parecida com a do lado, substituindo “???” para o caso do LDR tampado.
ATENÇÃO: Garanta que o firmware do S4A tenha sido enviado para a StepBoard. Peça auxílio do(a) seu/sua professor(a) se estiver visualizando a mensagem “Searching Board…”
Atividade
Acenda os LEDs Amarelo (D11) e Verde (D12) da StepBoard com base em outras condições, pode ser claro/ambiente/escuro ou uma escala de luminosidade! Viu que o sensor, embora nos dê um sinal, precisa sempre ser traduzido para uma finalidade?
Para o sensor de temperatura, vamos utilizar um processo bem parecido. Temos as seguintes informações sobre o NTC:
Sensor de temperatura NTC
Termistor: Resistência dependente da temperatura
Faixa de resistência:10Ω a 1MΩ
Intervalo de temperatura: -40ºC a 100ºC
Você se lembra de que a StepBoard nos fornece valores de 0 a 1023, certo? Estamos utilizando 5V para alimentar nosso circuito, logo, o sinal elétrico que nosso sensor fornece vai de 0 a 5V, e a leitura analógica transforma esses valores entre 0 e 1023. Como escrevemos isso matematicamente?
Dica: Se 1023 na entrada analógica corresponde a 5V, quanto vale 52 em volts? Faça uma regra de três simples! Realize essa conta em seu Diário de Bordo!
Medindo a temperatura
Utilizando alguma fonte de informação de temperatura, como um celular ou informações climáticas com uma pesquisa na internet (Google), verifique a temperatura ambiente e, também, qual o valor da entrada analógica analog0 (sensor NTC), anotando em seu Diário de Bordo.
Medição da temperatura fornecida pelo Google
Tente alterar o valor de temperatura mantendo seu dedo sobre o sensor por alguns segundos, também é possível usar o calor da sua respiração ou utilizar objetos de temperaturas variadas. Tenha paciência, pois o sensor pode demorar um pouco para identificar a variação de temperatura que você provocou.
ATENÇÃO: Não tente colocar nada que tenha água, como, por exemplo, uma garrafa bem gelada para o teste, isso pode queimar nosso circuito.
Anote os resultados em seu Diário de Bordo e responda às seguintes perguntas:
- Com o aumento de temperatura, qual o comportamento do sensor? O valor lido aumenta ou diminui?
- O que acontece com a resistência do NTC conforme a temperatura aumenta? E o que isso afeta na leitura analógica?
- Em que tipos de projetos ou dispositivos você poderia usar um sensor NTC?
#ParaSaberMais
Como o sensor funciona por uma curva exponencial, sua equação é bem mais difícil do que as contas que estamos acostumados a fazer. Mas considerando um intervalo bemmm pequeno, temos quase uma reta!
Esse processo é denominado linearização, ele é muito utilizado na ciência para descrever a natureza e na implementação de sensores. Mesmo que o NTC consiga funcionar numa vasta gama de temperaturas, para o nosso caso não iremos medir valores menores do que 0º e nem maiores do que 45º, nesse pequeno intervalo, ele se comporta quase como uma reta!
Atividade
Consegue criar algum sistema que ative um buzzer com base na temperatura? Conecte o buzzer a uma das saídas digitais e implemente o código necessário! É bem parecido com o uso do sensor de luminosidade, mas lembre-se de utilizar a conversão em tensão que calculou antes.
Dica: Use os valores dos casos testes. E lembre-se de desligar a chave que ativa os LEDs conforme o manual da StepBoard.