Dimmer

Neste projeto vamos montar um dimmer para luminária incandescente usando o Arduino e os Nanoshields. Um dimmer é um circuito que serve para controlar a intensidade de uma lâmpada, e vamos controlá-lo usando um controle rotativo por potenciômetro e também por meio de botões.

Este projeto só funciona com lâmpadas incandescentes comuns ou halógenas, e não serve para lâmpadas de LED ou lâmpadas fluorescentes compactas comuns. Algumas lâmpadas fluorescentes e de LED, no entanto, são "dimerizáveis" e funcionam normalmente com este circuito; porém essas lâmpadas são mais caras e mais difíceis de encontrar no mercado.

ATENÇÃO: este projeto utiliza conexão direta à rede elétrica, e não fazer as conexões de forma adequada causa riscos de CHOQUE ELÉTRICO e INCÊNDIO. Só execute este projeto caso você já tenha experiência prévia com instalações elétricas, e siga com cuidado as recomendações de segurança no final desta página.

Componentes

Veja abaixo os componentes necessários para o projeto:

• 1x Arduino Uno, Arduino Nano ou Alevino + Nanoshield USB
• 1x Base Board no caso de uso do Arduino Nano ou Alevino, ou Base Board UNO se você for utilizar o Arduino UNO ou Arduino MEGA R3
• 1x Nanoshield Triac
• 1x Nanoshield Zero Cross
• 1x Nanoshield Proto P + Potenciômetro de 10K ou Nanoshield Interface
• 1x Cabo AC paralelo com plugue de tomada macho
• 1x Cabo AC paralelo com tomada fêmea
• 1x Pedaço de cabo paralelo curto
• 1x Fonte DC para Arduino (7,5V, 9V ou 12V)
• 1X Luminária com lâmpada incandescente ou outro tipo de lâmpada dimerizável

Além disso você vai precisar de uma chave de fenda e um alicate de corte. Para a parte de cabos, você pode comprar uma extensão comum de ligar na tomada, cortá-la e desencapá-la para obter os cabos necessários.

Para montar o projeto você pode adquirir o nosso Kit Dimmer para Arduino caso você queira usar um Arduino Uno, Nano ou Mega que você já possua, ou então comprar o nosso Kit Dimmer Completo, que já inclui a nossa placa de microcontrolador compatível com Arduino, o Alevino.

Veja abaixo os componentes:

Como fazer

Se você estiver usando um potenciômetro com o Nanoshield Proto P, você precisa soldá-lo primeiro à placa. É preciso conectar os três pinos do potenciômetro aos pinos corretos marcados na placa. Olhando de frente o potenciômetro, o pino da esquerda é conectado ao VCC, o pino do centro ao A4 e o pino da direita ao GND. Também é possível fazer essas conexão usando um protoboard comum. Caso você esteja usando o Nanoshield Inteface, não vai precisar fazer nada disso.

Em seguida basta plugar o Arduino e os Nanoshields na Base Board. Verifique se a polaridade está correta, alinhando as marcas brancas dos Nanoshields com a placa base. Veja abaixo como fica o projeto usando um Arduino Uno, tanto com o potenciômetro quanto com o Nanoshield Interface:

Agora precisamos fazer a fiação. Se você estiver usando uma extensão comum, corte-a na posição que preferir e decape as pontas que sobraram. Retire também um pedaço de cabo de uns 5cm e decape as pontas para chegar aos componentes mostrados na figura acima.

Decape os fios conforme a figura abaixo, deixando a parte decapada com cerca de 6mm. Isso é muito importante para fazer uma montagem segura, evitando choques elétricos.

Agora pegue o pedaço de cabo de 5cm que você fez e conecte uma extremidade no terminal da direita do Nanoshield Triac, conforme a figura abaixo:

Precisamos agora ligar a entrada da rede elétrica. Conecte o cabo com plugue macho no Nanoshield Zero Cross, inserindo também a extremidade restante do pedaço de fio curto que sobrou. Aperte bem com a chave de fenda, seguindo as figuras abaixo:

Em seguida conecte o cabo com plugue fêmea para finalizar a saída do circuito que vai conectada à luminária, conforme as figuras abaixo.

Verifique que todos os parafusos esão bem apertados. Isso é muito importante para evitar choques elétricos e curto-circuitos caso os fios se soltem dos terminais.

Pronto! O seu circuito está finalizado. Ele deve estar assim agora:

Código para Arduino

1. Baixe a biblioteca Dimmer.h disponível no final da página.
2. Mova os arquivos baixados na pasta de bibliotecas do Arduino IDE. Geralmente localizada na pasta Meus Documentos > Arduino > libraries no Windows ou em Documentos > Arduino > libraries no Mac OS.
3. Agora precisamos gravar o software do Arduino para fazer o controle da lâmpada. Para o circuito com potenciômetro, use o código abaixo (veja os comentários para os detalhes):

/*
Programa: DimmerPotenciometro
Acionamento de um dimmer com Triac e potenciômetro
*/

// Inlcui a biblioteca Dimmer
#include "Dimmer.h"

// Configura a lampa no Triac: pindo D3
Dimmer lamp(3);

int pot = A4;  // Potenciômetro: pino A4

void setup()
{
  // Inicializa o pino do potenciômetro como entrada
  pinMode(pot, INPUT);
  // Inicializa a lâmpada dimerizada
  lamp.begin();
}

void loop()
{
  // Lê o valor do potenciômetro (de 0 a 1023) e converte
  // para potência de acionamento do triac (de 0 a 100%).
  int valor = map(analogRead(pot), 0, 1023, 0, 100);
  
  // Atualiza o valor da lâmpada
  lamp.set(valor);
}

Se estiver usando o Nanoshield Interface, use o seguinte código:

/*
Programa: DimmerInterface
Acionamento de um dimmer com Triac e Nanoshield Interface
*/

// Inlcui a biblioteca Dimmer
#include "Dimmer.h"

// Configura a lampa no Triac: pindo D3
Dimmer lamp(3);

int buttons = A0; // Botões: pino A0

// Aumento na porcentagem para cada leitura do botão
//   (aumentar para variar a luminosidade mais rápido)
int delta = 2;

// Valor da potência da lâmpada
int valor = 0;

void setup()
{
  // Inicializa o pino do Nanoshield Interface como entrada
  pinMode(buttons, INPUT);
  // Inicializa a lâmpada dimerizada
  lamp.begin();
}

void loop()
{
  // Lê o valor do potenciômetro (de 0 a 1023)
  int pos = analogRead(buttons);
  
  // Botão RIGHT: diminui o tempo até o acionamento,
  //   aumentando a intensidade da lâmpada
  if (pos < 69) valor -= delta;
  
  // Botão LEFT: aumenta o tempo até o acionamento,
  //   diminuindo a intensidade da lâmpada
  if (pos >= 408 && pos <= 630) valor += delta;
  
  // Limita os valores máximo e mínimo da potência da lâmpada
  if (valor > 100) valor = 100;
  if (valor < 0) valor = 0;
  
  // Atualiza o valor da lâmpada
  lamp.set(valor);

  // Esperar para ler o botão novamente
  delay(50);
}

Depois de gravar o Arduino, é só fazer o seguinte:

1. Conectar a luminária no plugue fêmea de saída do dimmer
2. Conectar o plugue macho de entrada do dimmer na rede elétrica
3. Alimentar o circuito com a fonte DC

Veja abaixo como fica o resultado final:

Recomendações de segurança

Siga as seguintes orientações antes de utilizar esse Nanoshield ou qualquer outro dispositivo que opere diretamente na rede elétrica:

• Tenha em mente que a rede AC pode ser muito perigosa. Acidentes podem causar ferimentos e até a morte, portanto só utilize esse equipamento se você tiver conhecimento sobre instalações elétricas e certeza do que está fazendo. Se você é iniciante no ramo e está se aventurando com eletrônica não utilize esse Nanoshield e nenhum outro equipamento que tenha ligação direta com a rede AC.
• Certifique-se de que a instalação elétrica do local segue as normas de segurança e possua disjuntor diferencial residual instalado.
• Nunca manuseie o dispositivo com a rede elétrica ligada; sempre desligue o disjuntor antes de fazer a ligação dos fios e qualquer configuração manual no sistema.
• Esse Nanoshield não possui dispositivos de proteção como fusíveis ou disjuntores; você deve instalá-los externamente de acordo com a necessidade do seu projeto.
• Se você deseja incluir esse módulo em um produto comercial, verifique as exigências necessárias quanto aos processos de certificação de segurança junto aos órgãos competentes.

Links

• Dimmer.h - Biblioteca Dimmer no GitHub.