Dispensador automático de álcool líquido para lavar as mãos

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Introdução

Se você leu nosso post do Sinalizador para te lembrar de lavar as mãos, talvez você sentiu falta de algo: um dispensador de álcool automático para incluir no projeto. Dessa forma, tudo seria de forma automática, sem precisar ter contato com os objetos.

O principio por trás deste dispensador de álcool liquido ou outros fluídos, é o mesmo das torneiras ou bebedouros automáticos, onde usamos um sensor sem fio, que nesse caso é um sensor infravermelho, que faz o acionamento de uma bomba (ou uma válvula solenoide, no caso de uma torneira.)

O projeto de hoje é bastante simples, podendo ser feito por pessoas que nunca tiveram contato com o Arduino e ser apresentado em feiras de ciência, e apresentações afim.

O mesmo projeto será abordado de duas formas. Uma será usando o Arduino, que é para ser simples de integrar a outros componentes de automação, e poder fazer alarmes de alerta, etc. A outra forma será usar eletrônica pura, onde o resultado será idêntico e pode ser muito bom para projetos finais, mas não há a opção de uma integração tão boa com outras tecnologias.

Resumo sobre transistor

Neste post iremos fazer um acionamento de uma mini bomba de água. Acontece que não é possível fazer o acionamento da bomba diretamente pela porta digital do Arduino, porque cada pino só libera em torno de 40 mA de corrente máxima. Com isso, iremos precisar de algo que faça o acionamento usando diretamente a alimentação de 5V, que pode liberar até 500mA sem maiores consequências.

Se você pensou em um relé, ele poderia ser usado perfeitamente, mas para usar algo que custe mais barato e seja menor, usaremos um transistor. Um transistor pode possuir um destes simbolos:

 

 

Isso porque existe transistor do tipo NPN e PNP. Aqui tentarei explicar da melhor forma como funciona um transistor na configuração que iremos usar e a diferença entre o NPN e o PNP.

Nesse post usaremos um transistor na configuração de corte e saturação, onde ele funciona como uma chave que interrompe ou faz a ligação de um circuito.

Uma boa definição deste tipo de transistor que estamos usando é que ele é um multiplicador de corrente. Isso quer dizer que ele funciona como um circuito aberto quando não passa nenhuma corrente por B, e como um circuito fechado se a corrente que passa por B for grande o suficiente. Grande o suficiente quer dizer que, como o transistor é um multiplicador de corrente, a corrente que passa por B vai ser multiplicado N vezes para passar por C em direção a E.

Observe que um transistor possui 3 terminais B (base), C (Coletor) e E(Emissor). Nessa configuração o terminal B serve para controlar a corrente que passa C e E.

Exemplo: se uma corrente de 5mA passa por B, uma corrente de até 350mA pode passar por C e E, e se passar 0mA por B, passará 0mA por C e E.

A diferença do tipo NPN para o PNP é que o NPN funciona com lógica direta, isso é, quando você coloca um sinal alto (HIGH) na base (B) do transistor, você fará que a corrente elétrica passe, e um sinal baixo (LOW) faz com que a corrente não passe. Já no PNP o comportamento é o contrário, um sinal HIGH faz com que o circuito fique em corte, e em LOW o circuito fica fechado.

Claro, isso daqui é um breve resumo. Para uma explicação mais completa e detalhada, recomendo livros didáticos bem conceituados, como o Microeletrônica  do Sedra & Smith.

Montagem com o Arduino

Materiais:

 

Procedimentos:

Coloque o fio metálico dentro da mangueira de aquário, dessa forma conseguiremos modelar a mangueira para um formato desejado.

 

Faça a dimensão da mangueira e do fio de acordo com o tamanho do pote escolhido, e forma que a mangueira saia do pote e faça uma curva apontando para baixo.

Encaixe a mangueira de aquário na ponta da mini-bomba. Se o encaixe não estiver sendo feito de forma fácil, você pode afrouxar a bitola da mangueira colocando um alicate de bico dentro e forçando para fazer a mangueira alargar e encaixar mais fácil com a mini-bomba.

Faça um furo no pote com uma faca ou furadeira, o suficiente para passar a mangueira de aquário e os fios da bomba.

Obs: Se você for criança, peça ajuda a um adulto

Se necessário, solde ou emende um outro fio (ou jumper) nos cabos da mini-bomba para aumentar o tamanho e facilitar a conexão na protoboard.

A ligação elétrica a ser feita é essa:

Coloque o sensor de obstáculo colado em cima da tampa do pote.

O resultado deve ser algo parecido com este:

 

O código para fazer o acionamento é relativamente simples, basta fazer:

E o resultado final deverá ser este:

 

Montagem sem Arduino

Para fazer a montagem sem usar o Arduino iremos precisar somente de:

Materiais:

A montagem da estrutura é exatamente a mesma que foi usada usando o Arduino, o que mudará, é que o sinal do sensor de obstáculo será enviado diretamente ao Transistor. Note que o sinal que é enviado do sensor funciona da seguinte forma:

  • HIGH = Obstáculo não detectado
  • LOW = Obstáculo detectado

Dessa forma, o transistor ideal para essa montagem é PNP, pois como dito anteriormente, ele trabalha bem com lógicas invertidas.

A montagem elétrica será essa:

Cole o sensor e os componentes na tampa, e os isole bastante, podendo ser colados com cola quente.

E o resultado será o mesmo.

 


 

Dicas e orientações:

  • Não ligue a bomba sem água
  • Não use álcool em gel (opte pelo álcool líquido)

 


 

Se caso você montou com o Arduino, aproveite para incluir várias funcionalidades e postar no instagram (Lembre de nos marcar lá, fechou? @eletrogate)

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Muito obrigado por ter lido até aqui.

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Gustavo Nery
Gustavo Nery
Cursando Engenharia de Controle e Automação pela UFMG. Apaixonado por eletrônica, computação e tecnologias na área de sistemas embarcados. Nos tempos livres me divido entre desenvolver pesquisa na universidade, adquirir novos conhecimentos e estar com a família.
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