Arduino – Utilizando o Sensor de Tensão AC

Nesta prática você vai aprender a utilizar o Sensor de Tensão AC 127V / 220V com o Arduino para detectar se uma carga em rede alternada está ligada ou desligada.

O uso do Arduino cresce mais a cada dia e em diversos tipos de áreas. Uma das áreas de maior aplicabilidade é na automação residencial. A partir da implementação de um projeto de automação residencial utilizando o Arduino, é possível controlar e obter informações de praticamente tudo que está na residência.

Das tarefas diárias de uma residência, a primeira a ser inserida no projeto de automação residencial com Arduino, por exemplo, é a iluminação. O controle da iluminação através de uma página web, smartphone ou tablet é algo essencial no projeto, contudo, você deve se fazer a seguinte pergunta antes de começar:

“Se meu sistema de automação residencial ficar off-line, como eu vou controlar as lâmpadas?”

A resposta para esta pergunta é simples: através do interruptor. Para controle virtual da lâmpada basta utilizar o módulo relé junto ao Arduino. Porém, para fazer o controle da lâmpada externamente ao sistema, será necessário o uso de um interruptor em paralelo com o módulo relé. Neste caso, será necessário substituir o interruptor convencional (liga / desliga) por um Interruptor Three Way, que também é conhecido como interruptor paralelo. Esta implementação nos leva a outro questionamento:

“O relé está conectado diretamente ao Arduino e consigo facilmente identificar se a lâmpada está acesa ou apagada. Contudo, ao inserir o interruptor three way para fazer o acionamento da lâmpada manualmente e conectá-lo ao módulo relé, não consigo mais identificar o estado atual dela, pois estou controlando de dois pontos distintos e um deles é externo ao Arduino. Como resolver esta questão?”

A resposta para esta outra pergunta é: Sensor de Tensão AC 127V / 220V. Ao utilizar o sensor de tensão ac, será possível capturar o estado atual da lâmpada independente se ela está sendo controlada virtualmente (página web / smartphone / tablet) ou pelo interruptor paralelo e informar ao Arduino.

O Sensor de Tensão AC fabricado pela MasterWalker Shop aceita uma faixa de tensão de 0 a 220VAC e o mesmo suporta uma tensão de pico igual a 311VAC.

Neste tutorial o sensor será utilizado para identificar o estado atual de uma lâmpada que será controlada através do monitor serial da IDE do Arduino e pelo interruptor three way. Você pode utilizá-lo para identificar o estado atual de outros tipos de cargas em rede alternada que operam dentro das limitações do mesmo.

A seguir, vamos ligar o Sensor de Tensão AC ao Arduino para ver na prática a sua funcionalidade.

Abaixo está a lista dos itens necessários para esta prática:

– Arduino
– Módulo Relé 5V de 1 Canal
– Chave Gangorra KCD1-102 Preta 3T (Three Way)
– Sensor (Detector) de Tensão AC 127V / 220V
– Cabo Jumper Macho-macho
– Cabo Jumper Macho-fêmea
– Protoboard
– Cabos com Garra Jacaré (Opcional)
– Lâmpada
– Receptáculo (boquilha)
– Cabo paralelo de 1,5mm ou 2,5mm
– Tomada (Rede alternada de 127V)

Utilizei a Chave Gangorra 3T nesta prática, contudo você pode utilizar qualquer interruptor three way.

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.

(Clique na imagem para ampliar)

Note que o Sensor de Tensão AC é ligado em paralelo com o circuito, logo, a corrente do circuito é irrelevante para o sensor. Além disso, o sensor foi instalado junto ao retorno da lâmpada, pois ali só vai existir presença de tensão quando o circuito estiver fechado através do módulo relé ou pelo interruptor paralelo.

Feito o esquema de ligação, basta carregar o código no Arduino. Se ainda não tem a IDE do Arduino instalada e configurada, basta acessar o link abaixo e em seguida retorne para continuar:

Arduino – Instalação e Configuração da IDE no Windows

O código para testes está abaixo e todo comentado. Basta copiar o mesmo, colar na IDE, salvar e carregar:

Após o carregamento do código abra o monitor serial na IDE do Arduino e veja que a informação de “LAMPADA DESLIGADA” ou “LAMPADA LIGADA” está sendo mostrada. Ainda no monitor serial, digite no campo de entrada de dados a letra “a” (sem aspas) e clique no botão “ENVIAR”. Nesse instante o relé vai alterar o estado para ligado ou desligado e a lâmpada irá acender ou apagar. Digite novamente a letra “a” e clique em “ENVIAR” para que o relé mude de estado novamente. Agora pressione o interruptor paralelo e veja que a lâmpada vai mudar de estado (ligada / desligada). Se pressionar novamente o interruptor paralelo, a lâmpada alterna o estado. Note que no monitor serial a atualização do estado da lâmpada é feito independente se você controla via entrada de dados do monitor ou pelo interruptor paralelo.

O Sensor de Tensão AC pode ser utilizado com ESP8266, NodeMCU, Raspberry e outras plataformas.

E antes de finalizar, gostaria de reforçar: para capturar o estado atual de uma carga, o Sensor de Tensão AC deverá ser instalado no retorno que vai para esta carga. Lembre-se que se o circuito está conectado à rede alternada, a tensão vai estar presente em todo o circuito, exceto quando houver um interruptor seccionando parte do circuito e este trecho em questão será o retorno da carga.

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