Programação e Robótica II - Parte 4

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Buzina e Faróis

A tarefa seguinte foi instalar a buzina e os faróis. Utilizamos como buzina um transdutor piezelétrico, que emite um som quando alimentado com 5V. Utilizamos como faróis um par de LEDs amarelos ligados em série com um resistor, que serve para limitar a corrente que passa pelos LEDs. O valor do resistor é 100 Ohm (marrom, preto e marrom). Veja mais detalhes no final desse tópico.

Os faróis foram ligados ao pino 13 do Arduino, e a buzina foi ligada ao pino 12.

Instalamos também um sensor de luz (LDR), que será utilizado na próxima tarefa. Como o número de fios que precisamos ligar a GND e 5V aumentou, passamos a utilizar uma placa para protótipos, que também serviu para montar o LDR.

Para testar os novos componentes, criamos novas funções: buzinar(), piscar_farol(), etc.

Segue abaixo a listagem do código das novas funções:

// Aciona a buzina no pino 12
// por 0,5 segundo.
void buzinar() {
  digitalWrite(12, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(12, LOW);
}

// Acende o farol no pino 13
void acender_farol() {
  digitalWrite(13, HIGH);
}

// Apaga o farol no pino 13.
void apagar_farol() {
  digitalWrite(13, LOW);
}


// Pisca o farol por 1 segundo.
void piscar_farol() {
  acender_farol();
  delay(1000);
  apagar_farol();
}



Alteramos o código principal para utilizar as novas funções. Quando o carro para por haver um obstáculo à frente, buzina e pisca o farol antes de desviar.

Código correspondente ao programa acima:

void loop() {
  velocidade = 180;

  if (distancia() < 50) {
    parar();
    piscar_farol();
    buzinar();

    esquerda();
    delay(1000);
    parar();
  } else {
    avancar();
  }
  delay(200);
}

Mais Detalhes sobre os LEDs e o resistor

Para fazer o papel dos faróis no nosso carro, utilizamos dois LEDs amarelos. Esses componentes são bastante eficientes, gastando pouca energia para converter eletricidade em luz.

Para que um LED produza luz, ele deve ser alimentado com uma tensão acima de um determinado valor. A partir desse valor, qualquer pequeno acréscimo faz aumentar a corrente que passa pelo LED, e o brilho do mesmo. Mas existe um limite de corrente que pode passar pelo LED sem que este seja destruído.

Existem LEDs de diversas cores: vermelhos, verdes, azuis, amarelos, etc. A tensão a partir da qual os LEDs amarelos emitem luz é de 1,9V, e com 2,0V eles já consomem 10mA de corrente (milésimos de Ampere). A corrente de operação recomendada é abaixo de 20mA, com uma tensão de 2,1V. Como ligamos dois LEDs em série, precisamos aplicar o dobro da tensão (2V para cada um), ou seja, em torno de 4V.

O Arduino gera tensões de 5V nos seus pinos de saída. Se aplicarmos essa tensão diretamente aos nossos LEDs, eles podem consumir uma corrente excessiva, que pode queimá-los, e, ao mesmo tempo, o próprio Arduino pode ficar sobrecarregado. Para evitar a sobrecarga, utilizamos um resistor.

O resistor funciona fazendo "resistência" à passagem da corrente. A unidade de medida de resistência é o Ohm. Existe uma fórmula que nos permite determinar a resistência a partir da tensão e da corrente em um circuito elétrico:

R = E / I

Onde I é a corrente em Amperes, E é a tensão em Volts aplicada entre os terminais e R é a resistência em Ohms.

Para o nosso caso, a tensão que vai ser aplicada é a diferença entre os 5V fornecidos pelo Arduino e os 4V necessários para acender os LEDs com uma corrente de 10mA. A corrente é de 10mA, ou 10 milésimos de Ampere. Com esses valores, podemos calcular o valor de R:

R = E / I

R = (5V - 4V) / (10 A / 1000)

R = 1V / 0,01 A

R = 100 Ohm

Para determinar as cores do resistor, utilizamos a tabela de cores: Os primeiros dois dígitos são 1 e 0, correspondentes às cores marrom e preto. Em seguida, temos 1 zero. Pela tabela, isso corresponde à cor marrom. Então, o resistor tem cores marrom, preto e marrom.

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