Como Usar um LED como Sensor de Luz

Você sabia que um LED pode ser usado não apenas para emitir luz, mas também para detectá-la? Isso mesmo! LEDs têm a capacidade de funcionar como sensores de luz devido a um fenômeno conhecido como efeito fotoelétrico interno.

No post de hoje, vamos explorar este princípio de forma prática. Vamos montar um circuito onde um LED atuará como sensor de luz (receptor). A ideia é que, quando a intensidade de luz captada pelo LED receptor for alta, um LED secundário será desligado e quando o valor captado for baixo o LED secundário acenderá.

O Efeito Fotoelétrico

O efeito fotoelétrico interno ocorre quando a luz atinge um material semicondutor (como o do LED), liberando elétrons que criam uma pequena corrente elétrica. No caso dos LEDs, o efeito é aproveitado porque eles são dispositivos feitos de semicondutores sensíveis à luz. Quando um LED é exposto à luz, ele gera uma tensão muito pequena (normalmente na faixa de milivolts), que pode ser usada como um sinal em circuitos eletrônicos. No nosso projeto, o LED receptor será conectado ao pino analógico do Arduino para medir essa variação de tensão gerada pela luz. Assim nosso led se comportará como um sensor de luminosidade.

Componentes Necessários

Para esse projeto, você irá precisar de:

1x LED Alto Brilho 5mm Azul (Preferencialmente transparente)

1x LED Difuso 5mm Azul

2x Resistor de 330 ohms (Outro valor de resistência pode ser usado)

1x Mini Protoboard 170 Pontos

Jumpers Macho/Macho

1x Arduino Nano 

Esquemático de Montagem

Na montagem, o LED receptor será conectado ao pino analógico A0 do Arduino, enquanto o LED secundário será controlado pelo pino digital D10. Ambos os LEDs terão resistores de 330 ohms em série para proteção.

Fonte: Autor.

Código Arduino

Aqui está o código para o Arduino, com comentários para facilitar a compreensão:

const int ledReceptor = A0;  // Pino analógico do LED receptor (A0)
const int ledIndicador = 10; // Pino do LED indicador (D10)
int limiar = 400;           // Valor de limiar para acender o LED indicador (Ajuste conforme necessário)

void setup() {
  pinMode(ledIndicador, OUTPUT); // Define o pino do LED indicador como saída
  Serial.begin(9600);           // Inicializa a comunicação serial para ajustar o sinal do led receptor
}

void loop() {

  // Lê o valor analógico do LED receptor 
  int valorLDR = analogRead(ledReceptor);

  // Imprime o valor do LDR na serial
  Serial.print("Valor LDR: ");
  Serial.println(valorLDR);

  // Se o valor do LDR for menor que o limiar, acende o LED indicador
  if (valorLDR < limiar) {
    analogWrite(ledIndicador, 10); //Acende o led indicador
  } 
  else {
    analogWrite(ledIndicador, 0); // Apaga o led indicador
  }

  delay(250); // Pequena pausa para estabilizar a leitura
}

Como o Circuito Funciona

O LED receptor capta a luz ambiente e gera uma pequena corrente elétrica, proporcional à intensidade da luz. Essa corrente é medida pelo Arduino como um valor analógico. Quando a luminosidade ultrapassa 400 (valor ajustável), o programa desliga o LED secundário. Caso contrário, ele permanece ligado. Esse comportamento pode ser visualizado no monitor serial, onde os valores da luminosidade serão exibidos. Para ajustar o valor do LED receptor o código usa o monitor serial para exibir os valores das leituras, assim podemos ajustar o valor de limite conforme a fonte de luz que queremos usar.

Fonte: Autor.

Conclusão

Se tudo deu certo teremos algo assim:

Com este projeto, você aprendeu como usar um LED como sensor de luz e criar uma aplicação prática que pode ser expandida para inúmeras ideias. Por exemplo:

• Criar sensores de luz para automação residencial, como acender lâmpadas ao anoitecer.
• Usar LEDs em projetos de robótica para detecção de linhas ou objetos.
• Criar alarmes sensíveis à luz.

Experimente modificar o código, ajustar o limite de luminosidade ou integrar outros sensores para expandir suas possibilidades.

Fontes e inspirações

Tipler, P. A., & Mosca, G. (2008). “Física para Cientistas e Engenheiros com Física Moderna”. 6ª edição. Editora LTC.

Sobre o Autor

Abraão da Silva Estudante de Engenharia da Computação, especializado em curiosidades aparentemente aleatórias e desenvolvimento de software. Se eu não estiver pedalando agora, estou estudando ou tentando aproveitar a energia dos raios.