Diagrama de circuito e operação do interruptor automático de luz do banheiro

Como fazer um circuito de interruptor de luz de banheiro automático?

Sempre que entramos no banheiro, acendemos as luzes e as apagamos sempre que saímos. Mas às vezes esquecemos de desligar as luzes e outros aparelhos ao sair do banheiro. Por esses erros bobos, desperdiçamos muita eletricidade todos os dias e também diminui a vida útil da lâmpada. Portanto, devemos fazer um dispositivo que possa ligar e desligar automaticamente as luzes do banheiro. Trazemos-lhe a solução para este problema fazendo um circuito que pode acender automaticamente as luzes sempre que alguém entra na casa de banho e apagar as luzes quando alguém sai da casa de banho. As vantagens deste circuito é que a pessoa não precisa se preocupar com o desperdício de energia elétrica. Além disso, a pessoa não precisa se preocupar com as contas de eletricidade, pois definitivamente reduzirá o consumo de energia. Por esta razão, vamos projetar um simples interruptor de luz automático para banheiro ou outras salas relacionadas onde necessário.

• Postagem relacionada: campainha automática com detecção de objetos pelo Arduino

Componentes necessários

• LM741 Op-Amp IC
• CD4017 contador de décadas IC
• Transistor PNP BC558
• Interruptor de palheta com ímã
• Lâmpada
• Módulo de relé de 5V
• Dois resistores de 10k Ω
• Resistor de 100Ω 
• Resistor de 820Ω
• Conexão de fios

Diagrama de circuito do interruptor de luz do banheiro automático

O diagrama de circuito deste dispositivo consiste em dois componentes principais:Amplificador Operacional IC LM741 e Contador de Décadas IC CD4017. Uma extremidade da chave reed está conectada à fonte de alimentação de +5V enquanto a outra está conectada à base do transistor PNP BC558. O coletor é conectado aos +5 volts e o emissor é conectado à entrada não inversora do amplificador operacional. O pino de saída do LM741 conectado ao pino de clock do CD4017. O pino 2 é o pino de saída do CD4017 que está conectado ao pino de entrada do relé. O pino 4 do CD4017 está conectado ao pino RESET do CD4017.

• Postagem relacionada: Sistema de automação residencial inteligente – circuito e código-fonte

Antes de prosseguir no projeto, informarei sobre os componentes que usaremos no projeto do circuito de interruptor automático de luz.

Interruptor de palheta com ímã

O interruptor Reed é um interruptor eletromagnético usado para controlar o fluxo de corrente em um circuito. Neste projeto, o reed switch é usado para detectar a abertura e o fechamento do portão. Ele contém um pequeno interruptor magnético sensível sujeito a uma pequena força magnética que irá ligar ou desligar o interruptor. O interruptor Reed é composto por duas ou mais palhetas ferrosas. O interruptor é envolto em um pequeno envelope semelhante a um tubo de vidro. As palhetas ficam magnetizadas e se movem juntas ou separadas sempre que um campo magnético é movido em direção ao interruptor.

Existem dois tipos de interruptores de palheta:Normalmente Aberto e Normalmente Fechado. Na chave Normalmente fechada inicialmente não se tocam e quando em contato com um imã puxa uma palheta à outra e completa o circuito. O funcionamento do circuito Normalmente Fechado é o contrário. Inicialmente, as duas palhetas são conectadas uma à outra e quando um ímã é colocado em contato com as palhetas, duas palhetas se separam. Este interruptor reed será instalado no portão para detectar a abertura e o fechamento do interruptor.

LM741 Op-Amp IC

LM741 é um amplificador operacional IC que é um amplificador de tensão eletrônico de alto ganho acoplado a DC. Possui apenas um amplificador operacional que é usado para comparar dois sinais que são invertidos e não inversores. A maioria dos amplificadores operacionais tem maior ganho DC, portanto, eles podem ser usados ​​como amplificador de tensão e para fazer operações matemáticas em vários circuitos.

• Postagem relacionada: Circuito automático de luz de emergência LED

Pinagem do LM741:

Nº do pino	Nome	Descrição
1	Deslocamento Nulo	Usado para definir a tensão de deslocamento CC
2	Entrada –	Invertendo o sinal de entrada
3	Inserir +	Sinal não invertido
4	V-	Fonte de alimentação aterrada ou negativa
5	Deslocamento Nulo	Usado para definir a tensão de deslocamento CC
6	Saída	Saída do amplificador operacional
7	V+	Fonte de alimentação positiva
8	NC	Sem conexão

Este CI amplificador operacional é usado como um CI comparador nos circuitos matemáticos. Se a tensão na entrada não inversora (+) for maior que a entrada inversora (-), então a saída do amplificador operacional é ALTA. Se a tensão na entrada não inversora (+) for menor que a entrada inversora (-), então a saída do amplificador operacional é BAIXA.

O LM741 IC possui diversas aplicações em circuitos elétricos como comparador, amplificador DC, integrador, diferenciador, amplificadores somadores, Multivibrador, filtros ativos e aplicações gerais de feedback.

• Postagem relacionada: Lâmpada noturna automática usando Arduino

CD4017 Decade Counter IC

O CD4017 é um contador CMOS Decade IC. O CD4017 é usado para aplicações de contagem de faixa baixa. Este IC é capaz de contar de zero a dez (a contagem de décadas). A tensão de alimentação deste CI está entre 3 a 15 volts e também é compatível com a lógica do transistor (TTL). A velocidade de clock do CD4017 é de 5 MHz,

Postagens relacionadas:

• Tipos de contador síncrono digital
• Tipos de contador digital assíncrono (contador de ondulação)

Este CI é usado principalmente em aplicações de contagem e liga 10 saídas sequencialmente em tempo pré-definido e zera a contagem sempre que necessário. Indica o status do pino de contagem usando o pino de transporte. Este IC contém 10 pinos de saída que variam de Q0 a Q9. O CD4017 IC funciona de 3 volts a 15 volts, mas geralmente é alimentado a 5 volts no pino VDD e aterrado no pino terra do IC. O IC incrementa o contador de 0 a 9 (Q0 a Q9) cada vez que em uma sequência detecta um pulso alto do pino do relógio.

Postagens relacionadas:

• Ring Counter e Johnson Counter – Construção e operação
• Contador e tipos de contadores eletrônicos

Esta sequência pode ser interrompida pelos pinos RESET e Clock Enable. Por padrão, ambos os pinos estão aterrados, mas se fizermos o RESET no pino HIGH, a contagem começará novamente do zero, por exemplo, se a contagem estiver no pino 5 e se fizermos o pino HIGH RESET neste ponto, o contador chegará no pino 0. Se fizermos o pino Clock Enable, a contagem será pausada nesse ponto, por exemplo, se fizermos HIGH o Clock Enable quando o contador estava no pino 5, o contador pausa e para no pino 5.

• Postagem relacionada: Sistema automático de irrigação e irrigação da planta - Circuito, código e relatório do projeto

Pinagem de Contador CD4017 :

Nº do PIN	NOME	DESCRIÇÃO
1 a 7	Pinos de saída	Pinos de saída 5, 1, 0, 2, 6, 7 e 3, respectivamente
8	GND	Pino de aterramento
9 a 11	Pinos de saída	Pinos de saída 8, 4 e 9, respectivamente
12	Realização	Ele completa um ciclo completo a cada 10 ciclos de clock
13	Ativar relógio	Ativar pino ativa o CD4017 IC
14	Relógio	O sinal do relógio é fornecido neste pino
15	Redefinir	Pin para redefinir o contador para 0
16	VDD	3 volts a 15 volts

Este CD4017 IC tem muitas aplicações em medição remota, eletrônica automotiva e médica. Isso é usado principalmente como um contador em contador binário ou decodificador binário. Este IC também é usado em matriz de LED, caçador de LED e outros projetos de LED.

• Postagem relacionada: Sistema de controle automático de iluminação pública usando LDR e transistor BC 547

Transistor PNP BC558

BC558 é um transistor PNP no qual o coletor e o emissor estarão na polarização direta. Quando o pino da base é mantido no aterramento e será aberto (polarização reversa) quando um sinal for fornecido ao pino da base. É assim que um transistor NPN é diferente de um transistor PNP. É usado em aplicações de comutação e amplificador.

O ganho deste transistor PNP está na faixa de 110 a 800. A corrente de pico que pode fluir pelo pino coletor é de 200mA, isso combinado com o alto valor de ganho que torna é a escolha ideal para aplicações de amplificação de áudio. Também é usado como complemento dos transistores BC546 a BC550. É necessária uma tensão CC fixa para que o terminal opere na respectiva região de suas curvas características. O transistor permite o fluxo de corrente de 100mA através do emissor e do coletor em condição totalmente polarizada. Por isso, a região é chamada de região de saturação. A tensão típica permitida no coletor-emissor ou base-emissor pode estar na faixa de 200mV a 900mV. Quando a base de corrente do transistor BC558 é removida o transistor fica totalmente desligado, e chamamos isso de transistor na região de corte.

• Post relacionado: Controlador de nível de água totalmente automático usando SRF04

Trabalho do Automático Circuito do interruptor de luz do banheiro

Conecte o circuito conforme indicado no diagrama de circuitos corretamente. O reed switch é fixado enquanto um ímã é fixado na parede para alterar o estado do reed switch. Isso significa que o interruptor reed sempre permanecerá no estado fechado quando a porta for fechada e permanecerá no estado aberto quando a porta for aberta. Então, primeiro você vai abrir a porta e depois fechá-la. Enquanto isso, o estado do interruptor reed mudará duas vezes, uma ao abrir e a segunda ao fechar a porta. A abertura da porta enquanto faz com que o amplificador operacional fique em ALTO e, em seguida, o fechamento da porta fará com que o amplificador operacional fique no estado BAIXO. Isso mudará o estado do contador para o pino 2, que é conectado à saída do relé e, portanto, as luzes acenderão.

Depois de concluir seu trabalho no banheiro, você abrirá a porta e depois a fechará. Isso também mudará o fluxo do amplificador operacional de ALTO para BAIXO. Portanto, ele mudará o estado do contador do pino 2 para o pino 4. O pino 4 está conectado ao botão de reinicialização, que levará o contador ao pino 0, o que, como resultado, desligará o relé e, portanto, a lâmpada. É como funciona o interruptor de luz automático .

Desta forma, você pode fazer um dispositivo como interruptor automático de ligar/desligar a luz que pode ligar e desligar automaticamente a luz do banheiro sem a intervenção humana.

Projetos eletrônicos relacionados:

• Circuito de Alarme de Chuva - Projeto Detector de Neve, Água e Chuva
• Lista de ideias de projetos para o último ano de eletrônica
• Ideias de projetos de engenharia eletrônica para estudantes de engenharia
• Ideias de miniprojetos eletrônicos simples e básicos para iniciantes
• Mais projetos de engenharia elétrica e eletrônica