Arduino – Utilizando o Módulo Dimmer AC de 2 Canais

Arduino – Utilizando o Módulo Dimmer AC de 2 Canais

Nesta prática você vai aprender a utilizar o Módulo Dimmer AC de 2 Canais com o Arduino para fazer o controle de potência em até duas cargas em rede alternada.

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Quando se trata de ligar e desligar cargas AC através de uma plataforma microcontrolada / embarcada podemos fazer isto facilmente utilizando um módulo relé. Contudo, quando se trata de fazer um controle mais preciso da potência que vai ser entregue a carga AC, o processo se torna algo um pouco complexo de ser realizado, mas não impossível.

O Arduino não possui capacidade de controlar uma carga AC de forma direta. Para tal, o mesmo exige um módulo ou circuito externo que possibilite através de um valor baixo de tensão e corrente DC, controlar uma carga maior.

Há dois pontos principais a serem executados para efetuar o controle de potência de cargas AC através do Arduino:

Controlar o ângulo de disparo do Triac: basicamente definir o quanto de potência será liberado para a carga AC.

Identificar a passagem pelo zero: para que o disparo no Triac seja feito de forma correta é necessário saber quando o circuito vai estar em 0V.

O ideal é que se tenha um módulo que possua na mesma placa o detector de zero crossing e o controle de ângulo de disparo do Triac. Pensando nisto, a MasterWalker Shop desenvolveu o Módulo Dimmer AC de 2 Canais.

O Módulo Dimmer AC de 2 Canais permite o controle de cargas AC através do Arduino. Dentre as cargas que podem ser controladas pelo módulo, podemos citar: lâmpadas (dimerizáveis), ventiladores, bombas d’agua, entre outros dispositivos. A faixa de alimentação do módulo é de 100 a 220VAC e cada canal tem suporte para carga máxima de 900W. A placa já conta com o sensor de passagem pelo zero e ambos os canais utilizam o mesmo sensor, logo, não é necessário nenhum módulo adicional para funcionamento dos dois canais de forma simultânea. Além disso, o módulo possui optoacopladores que tem como função fazer o isolamento do circuito AC do circuito DC, garantindo uma maior segurança.

A placa possui quatro botões e dois LEDs, sendo dois botões e um LED para cada um dos canais do módulo. Os LEDs tem como função mostrar se os canais estão funcionando corretamente e os botões permitem diminuir ou aumentar a potência nos canais, contudo, o uso deles não é obrigatório. Ambos canais da placa são independentes, dimerizáveis e podem ser controlados através do monitor serial da IDE do Arduino, smartphone, tablet ou página web. Para isto, basta fazer a programação correta.

Vale lembrar que para dispositivos que recebem uma tensão AC na entrada e transforma essa tensão AC em tensão contínua, o módulo dimmer não será compatível. Além disso, recomenda-se a utilização de um dissipador de calor para controle de cargas que consomem corrente acima de 2A.

Neste tutorial o módulo será utilizado para controle de duas lâmpadas incandescentes (uma em cada canal). O controle da luminosidade das lâmpadas será feito através dos botões da placa e também pelo monitor serial da IDE do Arduino.

A seguir, vamos ligar o Módulo Dimmer AC de 2 Canais ao Arduino para ver na prática a sua funcionalidade.

Abaixo está a lista dos itens necessários para esta prática:

Arduino
Módulo Dimmer AC de 2 Canais
Cabo Jumper Macho-fêmea
– Lâmpada de 127V
– Receptáculo (boquilha)
– Cabo paralelo de 1,5mm ou 2,5mm
– Tomada (Rede alternada de 127V)

Abaixo está o esquema de ligação que você deve montar:

ATENÇÃO: MUITO CUIDADO AO EXECUTAR PRÁTICAS QUE ENVOLVAM TENSÃO / CORRENTE ALTERNADA! FAÇA TODAS AS LIGAÇÕES COM O CIRCUITO COMPLETAMENTE DESLIGADO E ANTES DE FAZER OS TESTES VERIFIQUE CADA UMA DAS LIGAÇÕES PARA ELIMINAR A POSSIBILIDADE DE CURTO ENTRE FASE / NEUTRO OU FASE / FASE.

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(Clique na imagem para ampliar)

Na tabela abaixo você pode ver de forma mais simples as conexões entre os pinos do módulo e do Arduino:

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Feito o esquema de ligação, será necessário instalar uma biblioteca na IDE do Arduino para em seguida carregar o código.

Se você não sabe como fazer a instalação de bibliotecas na IDE, acesse o link abaixo e em seguida retorne para continuar:

Arduino – Importando bibliotecas para a IDE

Faça o download da biblioteca Dimmer-master e em seguida faça a instalação da mesma na IDE do Arduino. Esta biblioteca se encarrega de fazer todo o controle do módulo dimmer, bastando que seja definido a pinagem via código e que os comandos sejam enviados através dos botões da placa ou pela serial, smartphone, tablet ou página web, por exemplo.

O código para testes está abaixo e todo comentado para melhor entendimento do que cada linha faz. Basta copiar, colar na IDE, salvar e carregar:

Na tabela a seguir você pode ver os comandos que vamos usar no módulo dimmer:

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Após o carregamento do código abra o monitor serial na IDE do Arduino e digite no campo de entrada de dados a letra “b” (sem aspas) e clique no botão “ENVIAR”. Veja que a lâmpada conectada ao canal 1 vai estar com a luminosidade bem baixa (20% da luminosidade total). Envie novamente a letra b ou pressione o botão 2 da placa para que a luminosidade da lâmpada seja incrementada em mais 20%. Pressione o botão ou envie o comando via serial, até que a lâmpada atinja a luminosidade máxima. Em seguida, envie a letra a ou pressione o botão 1 para diminuir a luminosidade da lâmpada. No canal 2 você pode utilizar o botão 3 ou enviar a letra d para aumentar a luminosidade da lâmpada e o botão 4 ou letra c para diminuir a luminosidade. Ao pressionar os botões ou enviar os comandos via serial, a lâmpada irá variar a luminosidade em 20% para mais (até atingir 100% da luminosidade total) ou para menos (até desligar).

Quando enviamos uma das letras definidas através do código ou pressionamos um dos botões, estamos fazendo um controle de potência nos canais da placa e consequentemente a luminosidade das lâmpadas é variada. Se um ventilador estivesse conectado ao canal 1, por exemplo, ao enviar um dos comandos a velocidade de rotação do motor seria variada.

No vídeo abaixo você pode ver o módulo sendo controlado conforme explicado nesta prática:

Bem interessante né?!

Na prática foi utilizado o controle através do monitor serial, contudo, você pode substituí-lo por um smartphone, tablet ou página web e desenvolver seu projeto de automação residencial com dimerização da iluminação. Você pode editar o código e fazer as mudanças que julgar necessário.

OBS: caso não queira utilizar os botões da placa, basta não conectar nada nos pinos 1, 2, 3 e 4 do módulo.

Há também a possibilidade de controlarmos o módulo dimmer através de potenciômetro. Para isto, basta fazer a conexão do potenciômetro com o Arduino através de um pino analógico e utilizar a função map para variar a potência no canal da placa. Na próxima prática com o módulo dimmer, vamos utilizar o potenciômetro para vermos mais uma funcionalidade bem bacana deste módulo.

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Formado em Engenharia da Computação pela Faculdade Presidente Antônio Carlos, fundador e CEO da MasterWalker Electronic Shop. Se preocupa com o aprendizado dos seus clientes e daqueles interessados em aprender sobre Arduino e plataformas embarcadas em geral.

Existem 11 comentários para esta postagem
  1. CARLOS CARRERA às 23:17

    Boa noite,
    Gostei do post, alias era oq estava procurando ja faz 3 dias, apenas gostaria de saber como eu fazo para controlar automaticamente a potencia de uma bomba de agua, esse programa executa digitando, gostaria que trabalhasse junto com um medidor de pressao, tipo qdo a pressao diminuisse ligaria a bomba e conforme a pressao vai aumentando a bomba vai aumentando a potencia até o maximo.
    ja tenho funcionando o sensor de pressao, só q quando a pressao cai liga de uma vez a bomba e qdo sobe desliga.
    Obrigado

    • Euler Oliveira Autor às 09:32

      Olá Carlos Carrera.

      Basta colocar dentro das condições (valores de pressão) a quantidade de potência que será liberada ou retirada no canal de acordo com a pressão atual.

          • Carlos Carrera às 17:07

            SIM, MAS O QUE EU POSTEI RECLAMANDO QUE ESSE DIMMER NAO FUNCIONA COM BOMBA dagua, NAO FOI PUBLICADO!!!!

          • Euler Oliveira Autor às 09:01

            Olá Carlos Carrera.

            Conforme já respondido, só tinha pendente a pergunta que já respondemos anteriormente no dia 27/07.

            Além dela, teve a sua primeira pegunta:

            Boa noite,
            Gostei do post, alias era oq estava procurando ja faz 3 dias, apenas gostaria de saber como eu fazo para controlar automaticamente a potencia de uma bomba de agua, esse programa executa digitando, gostaria que trabalhasse junto com um medidor de pressao, tipo qdo a pressao diminuisse ligaria a bomba e conforme a pressao vai aumentando a bomba vai aumentando a potencia até o maximo.

            Ja tenho funcionando o sensor de pressao, só q quando a pressao cai liga de uma vez a bomba e qdo sobe desliga.

            Obrigado

            Pergunta que já havíamos respondido também:

            Olá Carlos Carrera.

            Basta colocar dentro das condições (valores de pressão) a quantidade de potência que será liberada ou retirada no canal de acordo com a pressão atual.

            Se a bomba d’água atende as especificações / limitações do módulo, então tem que funcionar. Lembrando que a carga AC deve suportar dimerização e existem vários tipos de bombas d’água, inclusive com retificação, o que não vai ser permitido dimerizar.

            Qualquer dúvida estou à disposição.

  2. Victor Hugo Francisco de Oliveira às 09:17

    Olá, super interessante o post e o modo com que ensina. Gostaria de saber se há a possibilidade de controlar a potencia que é colocada em uma lâmpada, por exemplo, utilizando um sensor de temperatura/ umidade; aumentando a pot. da lâmpada quando a umidade estiver elevada e diminuira a mesma quando a umidade estiver baixa!?
    Att,

    • Euler Oliveira Autor às 09:28

      Olá Victor Hugo.

      Sim, é possível. Basta colocar dentro das condições (valores de temperatura / umidade) a quantidade de potência que será liberada ou retirada no canal.

      Um exemplo simples:

      Ou seja, se a umidade for maior que 60% a potência no canal um será aumentada em 20% e se a umidade for menor que 60% a potência será diminuída em 20%.

  3. Michael Morais às 01:23

    Olá, muito bacana este seu material. Já sou cliente de sua loja a pouco tempo, a umas 4 semanas comprei 1 kit de automação residencial intermediário no ML com vc. Amigo, eu estou concluindo meu curso técnico em eletroeletrônica pelo Senai daqui a 3 meses, e me veio a cabeça construir um dimmer para controles de velocidade em motores universais e fazer um estudo detalhado sobre o assunto com alguns equipamentos, como por exemplo um osciloscópio. Dai me veio em mente implementar a automação neste dimmer, dai olhando seus materiais eu acho que seria possível por em prática esta minha ideia, que seria fazer o controle de corte pelo triac não só apenas pelo potenciômetro, mas também com o um auxilio de um aplicativo utilizando o Arduíno, como por exemplo uma prática em vídeo que tem em um dos seus materiais que vem no Kit, que seria controle de led rgb…vc acha que seria possível eu implementar esta ideia nesse projeto? Valeu! Abraço! Deixo o link do dimmer que montei : http://i.imgur.com/6roRxXG.png

    • Euler Oliveira Autor às 08:54

      Olá Michael Morais.

      Parabéns pelo projeto que está desenvolvendo!

      Sobre o controle do seu dimmer via aplicativo: é possível sim. Recomendo que tente adaptar o código disponível nesta postagem do Módulo Dimmer AC de 2 Canais para funcionar com a sua placa. Caso já tenha um código pronto e funcional, basta seguir o material de integração entre Arduino e Android que recebeu no KIT, para em seguida preparar o seu código para comunicar com a aplicativo e efetuar o controle.

  4. Daniel R. às 17:58

    Hola!! Qué tal? buenas ! antes que todo, felicidades por el desarrollo de éste trabajo! ejemplar! =)
    y buscando información, entiendo que hay “modulo dimmer ac arduino” de 1 solo canal, es aquí mi pregunta: ¿La librería “Dimmer maestro” también aplica para ese tipo de dispositivos? o es exclusiva para el modulo de 2 canales?

    Saludos!!!!!!!

    Daniel Rodriguez.

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