SENAI- SERVIO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL Centro de Educao Profissional Prof. Raimundo Franco Teixeira

JAQUECILENE PEREIRA MRCIA COUTINHO DA ROCHA THAYS CHRISTINNE FARIAS COSTA

INTERRUPTOR ELETRNICO CONTROLADO POR PALMAS E SENSORIZADO ATRAVS DE CONTROLE REMOTO IR

So Lus 2011

JAQUECILENE PEREIRA MRCIACOUTINHO DA ROCHA THAYS CHRISTINNE FARIAS COSTA

INTERRUPTOR ELETRNICO CONTROLADO POR PALMAS E SENSORIZADO ATRAVS DE CONTROLE REMOTO IR

Trabalho

destinado

componente do

curricular elaborao de projetos, de nota final.

curso de Eletroeletrnica, para obteno

Orientador: ProfoEduardo Henrique C. Mendes

So Lus 2011

PEREIRA, Jaquecilene P436i Interruptor eletrnico controlado por palmas e Sensorizado atravs de controle remoto ir/ Jaquecilene Pereira; Mrcia Coutinho da Rocha, ThaysChristinne Farias Costa. 2011. 31f. , enc. Orientador: Eduardo Henrique C. Mendes. Trabalho de Concluso de Curso (Curso Tcnico de Eletroeletrnica) Centro de Educao Profissional Prof. Raimundo Franco Teixeira.

Referncias: f. 24 1. Interruptor controlado. 2. Sensorizado por palmas. 3. Sensor IR. I.ROCHA, Mrcia Coutinho da. II. COSTA, ThaysChristinne Farias. CDU: 681.5

"Quanto maior a dificuldade, tanto maior o mrito em super-la." Henry Ward Beecher

SENAI- Servio Nacional de Aprendizagem Nacional Centro de Educao Profissional Prof. R aimundo Franco Teixeira

Trabalho intitulado INTERRUPTOR ELETRNICO CONTROLADO POR PALMAS E SENSORIZADO ATRAVS DE CONTROLE REMOTO IR, de autoria das formandas: Jaquecilene Pereira,Mrcia Coutinho da Rocha, ThaysChristinne Farias Costa aprovadas pelos seguintes professores:

Data de defesa: 29 de julho de 2011 Resultado: ____________________

BANCA EXAMINADORA:

_______________________________________________________________

Prof Diogo Henrique P. dos Santos_______________________________________________________________

Prof Edmundo Aguiar da Costa

Prof Eduardo Henrique C. Mendes

Prof Robert Oliveira Nunes

So Lus, 29 de julho de 2011.

Av. Getlio Vargas, n 2888 Monte Castelo, MA Tel. : (98)3232-0122/ 3221-0512

AGRADECIMENTOS

Agradecemos a todos que nos

auxiliaram nos

momentos de

transformaes que marcaram nosso processo de aprendizagem, onde na presente data temos a realizao de mais um sonho que concretizou -se em meio a essa difcil caminhada. Damos assim os nossos sinceros agradecimentos a todos que foram agentes colaboradores, em especial a: Deus, Familiares, Amigos de turma e, Instrutores que nos transmitiram conhecimento ao longo do curso.

RESUMO

Este trabalho se constitui do desenvolvimento de um circuito que tem a funo de controlar o acender e o apagar de uma lmpada, estando comodamente sentado em um sof, uma cama, atravs das palmas ou atravs de um simples controle remoto IR, utilizando assim alguns componentes como: LM555, MICROFONE DE CARVO, SENSOR INFRAVERMELHO, RELS, obtendo atravs de vrios testes um circuito sensvel capaz de reconhecer o som e tambm o sinal receptor do sensor infravermelho . Concluindo-se assim que podemos ter um interruptor que nos proporcione um conforto a mais no nosso dia-a-dia.

Palavras - chave: desenvolvimento, eletrnica, circuito e tecnologia.

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1 Esquema dos blocos do circuito ................................ ......................... 3 Figura 2 Esquema eltrico do Interruptor Eletrnico Controlado por palmas . 12 Figura 3 O circuito comporta-se como um flip-flop do tipo T: muda de estado com cada palmada. ................................ ................................ ........................ 12 Figura 4 - Microfone de carvo (Esquemas Eletrnicos, 2010) ........................ 13 Figura 5 Microfone condensador de eletreto ................................ ................ 13 Figura 6 Esquema de conexo dos pinos do CI 555 ................................ ..... 14 Figura 7 Esquema dos pinos do Sensor IR ................................ .................. 16

SUMRIO

1 INTRODUO ................................ ................................ ........................... 8 2 OBJETIVOS ................................ ................................ ............................. 10 3 VISO GERAL DO CIRCUITO ................................ ................................ 11 4 SENSOR PARA RECONHECER A PALMA ................................ ............ 12

4.1 Captao do som ................................ ................................ ................. 12 4.2 Temporizador 555 ................................ ................................ ................ 135 SENSOR INFRAVERMELHO - IR ................................ ............................ 15 6 CONSIDERAES FINAIS ................................ ................................ ...... 17

REFERNCIAS ................................ ................................ ......................... 18 APNDICES ................................ ................................ ............................... 19

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1. INTRODUO

Vivenciamos nos dias atuais a eletrnica cada vez mais presente. Um dos nossos objetivos foi aprimorar uma aplicao tecnolgica que possa tornar a vida das pessoas mais confortvel. Apesar de ser uma tecnologia j existente no mercado, foi desenvolvido um Interruptor Eletrnico Controlado por Palmas e Sensorizado atravs de Controle Remoto IR (Infravermelho) o mesmo muito prtico, por exemplo, ao chegar em casa simplesmente acender as luzescom o bater de palmas ou com o direcionamento de um controle remo to IR. Tambm til quando se est deitado e deseja -se apagar as luzes.Para isto foi desenvolvido um circuito completo com diversas etapas analgicas e que tem por objetivo processar o sinal sonoro das palmas, ou do sensor IR e com isso ativar o interrupt or, depende de qual esteja ativado. Alguns componentes de fundamentais importncias foram: o LM 555, o microfone de carvo, o sensor IR e os rels. O LM555 um dos mais populares e versteis circuitos integrados j produzidos. composto por 23 transistores, 2 diodos e 16 resistores num chip de silcio em um encapsulamento duplo em linha (DIP) de 8 pinos. O microfone de carvo utilizado nos telefones possui um diafragma fino, atrs do qual esto dispostos pequenos gros de carvo. As ondas sonoras fazem vibrar o diafragma, exercendo presso varivel sob os gros, provocando assim, a variao da resistncia do carvo produzindo flutuaes na corrente continua que passa por eles. Os sensores IR tm algumas limitaes relacionadas natureza da luz infravermelha. Primeiro, eles tm um alcance de apenas 10 metros e exigem linha de visada. Isso significa que sinais infravermelhos no so transmitidos atravs de paredes nem fazem curvas - preciso uma linha reta at o aparelho que se est tentando controlar. Alm disso, a luz infravermelha to comum que as interferncias podem ser um problema com controles remotos IR. O funcionamento dos rels bem simples: quando uma corrente circula pela bobina, esta cria um campo magntico que atrai um ou uma srie de contatos fechando ou abrindo circuitos. Ao cessar a corrente da bobina o campo magntico tambm cessa, fazendo com que os contatos voltem para a posio original.

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Os rels podem ter diversas configuraes quanto aos seus contatos: podem ter contatos NA, NF ou ambos, neste caso com um contato comum ou central (C).

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2. OBJETIVOS

O objetivo bsico do projeto detectar o som do bater de palmas das mos ou se estiver selecionado para a funo do sensor com controle remoto IR, e com isso ativar uma lmpada. Integrar neste projeto vrias disciplinas e assuntos abordados durante o curso; Avaliar o nvel de aprendizado e de capacitao profissional oferecido pelo curso.

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3. VISO GERAL DO CIRCUITO

Seu princpio de funcionamento se baseia na utilizao de um simples microfone, capaz de gerar um sinal muito intenso devido alta frequncia e a intensidade do som propagado pelo bater as palmas ou sensor do controle remoto infravermelho. Esse sinal deve ser interpretado por um circuito como um pulso de entrada que est ligado a um flip-flop, o qual ser responsvel por ligar ou desligar o interruptor do sistema.

FIGURA 1 Esquema dos blocos do circuito Fonte: Apostila Eletrnica para todos, Vol. 15

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4. SENSOR PARA RECONHECER A PALMA

Para reconhecer o som da palma necessrio um transdutor que converta o sinal mecnico do som em um sinal eltrico, ou seja, um microfone. Em seguida uma interface paradigitalizar o sinal.So necessrios vrios estgios para realizar esta funo. Inicialmente h um microfone que faz a converso entre o sinal mecnico do som e um sinal eltrico. Em seguida umfiltro ativo passa -alta depois h um capacitor de acoplamento e um circuito LM555 ligadocomo monoestvel. N a sada do LM 555 colocado um filtro passa-baixa.

FIGURA 2 Esquema eltrico do Interruptor Eletrnico Controlado por palmas Fonte:Apostila Eletrnica para todos, Vol. 15

FIGURA 3 O circuito comporta-se como um flip-flop do tipo T: muda de estado com cada palmada. Fonte: Apostila Eletrnica para todos, Vol. 15

4.1 Captao do Som

Para captar o sinal sonoro utilizado um microfone. Ele capta a vibrao do ar provocado pelo som, transformando essa vibrao mecnica em impulsos eltricos, produzindo ondas de mesma frequncia que o som que a gerou.O microfone converte vibraes mecnicas na faixa audvel (em frequncias de 20 Hza 20 kHz seja no ar, gua ou num material slido) em um sinal eltrico. Na maioria dos microfones em uso as ondas sonoras so convertidas em vibraes mecnicas

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atravs de um diafragma (palavra oriunda do grego diafragma, significa literalmente barreira, separao) finoe flexvel e em seguida convertidas em sinal eltrico. Sero brevemente analisados aqui dois tipos mais comuns de microfone: carvo e eletreto.O microfone de carvo possui um grande nmero de grnulos de carvo dentro de pequeno invlucro. Quando esses grnulos so comprimidos, sua resistncia baixa e quandoso soltos, sua resistncia alta, o que faz com que a resistncia varie quando ondas sonorasatingem o diafragma. O microfone de carvo um exemplo de transdutor passivo, pois no pode produziruma tenso de sada por si mesmo. necessrio ter uma fonte de tenso contnua para obtercorrente atravs de R. Essa corrente necessria para produzir a tenso de udio.

FIGURA 4 - Microfone de carvo (Esquemas Eletrnicos, 2010) Fonte:http://eletronicos.etc.br/tag/microfones/

Um eletreto, material ferroeltrico permanentemente carregado ou polarizado, pode sercolocado na placa metlica a fim de criar uma pr-polarizao fazendo com que sejam criados microfones de baixo custo e fcil utilizao .

FIGURA 5 Microfone condensador de eletreto Fonte:http://www.jeaudio.com.br/2009/10/pre-amplificador-para-

microfone-de.html

4.2 Temporizador 555

O circuito 555 extremamente popular e encontra diversas aplicaes. Ele pode serutilizado em gerao de pulsos, temporizao sequencial, atraso de tempo,

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modulao de largura de pulso (PWM) e gerao de rampa linear .O CI 555 pode ser conectado de diversas maneiras.

FIGURA6 Esquema de conexo dos pinos do CI 555 Fonte:http://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/1595

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5. SENSOR INFRAVERMELHO - IR

A tecnologia dominante nos controles remotos de televisores, rdios, home theaters o infravermelho (IR). A luz infravermelha tambm conhecida como "calor". A premissa bsica no funcionamento de um controle remoto IR o uso da luzpara levar sinais entre um controle remoto e o apare lho a que ele controla. A luz infravermelha est na faixa invisvel do espectro eletromagntico. Um controle remoto IR (o transmissor) envia pulsos de luz infravermelha que representam cdigos binrios especficos. Estes cdigos binrios correspondem a comandos, como liga/desliga e aumentar o volume. O receptor IR TV, ou outro aparelho, decodifica os pulsos de luz em dados binrios (uns e zeros) que o microprocessador do aparelho pode entender. O microprocessador realiza ento a tarefa correspondente. Provavelmente, voc j notou que alguns controles remotos funcionam apenas quando os apontamos diretamente para o receptor do aparelho controlado, enquanto outros funcionam quando voc aponta na direo aproximada do receptor. Isto se relaciona com a potncia do LEDtransmissor. Um controle remoto com mais de um LED e/ou um LED particularmente potente produz um sinal mais forte e espalhado. Para evitar interferncias causadas por outras fontes de luz infravermelha, o receptor infravermelho em uma TV responde a apenas um comprimento de onda particular de luz infravermelha, normalmente 980 nanmetros. H filtros no receptor que bloqueiam a luz de outros comp rimentos de onda. Alm disso, a luz do sol pode confundir o receptor porque possui luz infravermelha no comprimento de onda de 980 nm. Para solucionar esta questo, geralmente, a luz de um controle remoto IR modulada a uma frequncia no presente na luz do sol e o receptor apenas responde luz modulada a 980 nm nessa frequncia. O sistema no funciona com perfeio, mas diminui muito as interferncias. Ainda que os controles remotos infravermelhos representem a tecnologia dominante em aplicaes de home theater, h outro nicho especfico em controles remotos que funcionam com ondas de rdio em vez de ondas de luz. Se voc abrir sua garagem com controle remoto, por exemplo, tem um controle remoto RF.

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Um controle remoto RF transmite ondas de rdio que corre spondem a um comando binrio referente ao boto que voc est apertando. Receptores de rdio de aparelhos controlados recebem um sinal, que decodificado. O problema com esse tipo de controle a quantidade de sinais de rdio puros, invisveis no ar, a qualquer hora. Telefones celulares, walkie-talkies, conjuntos WiFi e telefones sem fio esto todos transmitindo sinais de rdio em frequncias variveis. Os con troles remotos RF lidam com o problema da interferncia, transmitindo uma frequncia de rdio especfica e embutindo cdigos de endereos digitais nos sinais de rdio. Isto permite que o receptor de rdio no aparelho de destino saiba quando responder ao sinal e quando ignor -lo. A maior vantagem dos controles remotos com frequncia de rdio seualcance: eles podem transmitir a at 33 m do receptor (o alcance do Bluetooth mais curto) e sinais de rdio podem atravessar paredes. por esse benefcio que agora possvel encontrar controles remotos IR/RF para componentes de home theater. Estes controles usam converso RF para IR para aumentar o alcance de um controle remoto infravermelho.

FIGURA 7 Esquema dos pinos do Sensor IR Fonte:http://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/1116

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6. CONSIDERAES FINAIS

Este trabalho de concluso de curso foi desenvolvido no intuito de complementar os conhecimentos adquiridos ao longo do curso. Foi utilizado o aprendizado de algumas disciplinas aprendidas no decorrer do curso .A parte do sensor abrangeu disciplinas como Circuitos Eltricos, Eletrnica Anal gica. A metodologia de projeto utilizada foi muito importante , pois desenvolver o sensor depalmas em blocos e depois acopl-los foi a melhor escolha para detectar oportunidades demelhoria, pois este projeto acaba tornando sua anlise um pouco complexa, pois o mesmo fica sensvel a qualquer som, sendo necessrio o aprimoramento em etapas futuras . Concluiu-se que a utilizao da teoria em conjunto com a prtica, com o auxlio de alguns materiais, fazendo um planejamento e diviso do trabalho essencial para o sucesso em um projeto. Para futuros projetos de concluso pode ser proposto o desenvolvimento de umcircuito que ao direcionar o controle RF (Rdio Frequncia)ao porto da garagem o mesmo abra, e a lmpada existente neste ambiente acenda sem ser necessri o a pessoa descer do carro e acender a mesma, sendo assim mais cmodo e mais eficaz.

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REFERNCIAS

ESQUEMAS ELETRNICOS.Como Funciona um Microfone?, 2011. Disponvel em:. Acesso em: 24 de Julho de 2011. COMO FUNCIONAM OS CONTROLES REMOTOS. O interior dos controles remotos infravermelhos, 2011. Disponvel em: . Acessado em: 27 de Julho de 2011. INTERRUPTOR eletrnico controlado por som. Funcionamento do interruptor, 2011. Disponvel em:. Acesso em: 24 de Julho de 2011.

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APNDICES

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APNDICE D CUSTOS DO CIRCUITO INTERRUPTOR ELETRNICO CONTROLADO POR PALMAS E SENSORIZADO ATRAVS DE CONTROLE REMOTO Quantidade 6 6 2 2 4 4 4 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 1 1 5 10 2 1 1 2 1 Referncia Capacitor de Polister Capacitor de Polister Capacitor de Polister Capacitor de Polister Capacitor Eletroltico Capacitor Eletroltico Capacitor Eletroltico Capacitor Eletroltico Capacitor Eletroltico Capacitor Eletroltico Capacitor Eletroltico Circuito Integrado Circuito Integrado Circuito Integrado Circuito Integrado Circuito Integrado Conectores Sindal Diodo Fio Fita gomada Lmpadas Leds Microfone de Eletreto Percloreto de ferro Pincel N 16 achatado Placas de Fenolite Ponta de prova 15W/220V 5 mm CA3140 12 pinos IN4148 6m Valor 2k2 100k 470k 680k 22uF/25V 100uF/25V 220uF/16V 470uF/25V 47uF/16V 470uF/16V 22uF/16V CD4013 TL081 LM555 Preo Unitrio 0,35 0,40 1,45 0,95 0,25 0,20 0,30 0,40 0,25 0,30 0,20 0,75 1,20 0,70 0,95 2,25 3,00 0,10 1,00 2,60 2,05 0,40 0,60 4,90 3,30 5,50 3,00 Preo Total 2,10 2,40 2,90 1,90 1,00 0,80 1,20 1,60 0,50 0,60 0,40 1,50 2,40 1,40 1,90 4,50 6,00 0,30 6,00 2,60 10,20 4,00 1,20 4,90 3,30 11,00 3,00

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4 7 1 1 2 2 4 4 2 6 1Fonte: Dos Autores

Receptculo Rel Resistor w Resistor w Resistor w Soquete de 16 pinos Soquete de 8 pinos Tinta para artesanato Transistor Transistor Tubinho de solda BC549 BC547 12V/10A 15k 27k 8k2

1,60 2,00 0,05 0,05 0,05 0,30 0,85 1,80 0,15 0,15 3,00 TOTAL

6,40 14,00 0,05 0,05 0,10 0,60 3,40 7,20 0,30 0,90 3,00 115,60

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