Neste projeto veremos como desenvolver um controlador analógico, usando técnicas de controle e analises matemáticas.
O sistema será um controlador de luminosidade automático que ira procurar manter a luminosidade em um ambiente.
Ou seja, esta luminosidade será alterada de acordo com a tarde/noite.
Este diagrama de blocos descreve o sistema de controle que será implementado, sendo este comum para sistema de retroalimentação. Que o sinal do sensor será subtraído ao selecionado para que o erro seja minimizado. Verifica-se matematicamente o que isto representa:
Isso significa que quando um sinal é aplicado a diferença da entrada com a saída pode ser de >0% e <100%, que definem limites para a correção.
Com isso, devemos definir quais os elementos físicos do sistema.
Deve-se então, selecionar os parâmetros:
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Sensor de luminosidade
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Seletor de luminosidade
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Lampada
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PWM
1. Sensor de luminosidade pode ser usado um LDR (light depend resist), pois assim ter uma tensão de referencia para comparar com a entrada.
2. Seletor de luminosidade pode ser apenas um potenciômetro para selecionar se quer mais luminosidade ou menos.
3. Lampada LED pode ser qualquer tipo padrão
4. PWM este é uma escolha complicada, pois há diversas formas de se obter um sinal modulado.
Para desenvolver o sistema físico, utilizemos um amplificador operacional da forma subtrator para subtrair o sinal de entrada V+
com o V- :
O circuito acima representa as etapas de comparação do sinal com o medido e selecionado, na qual R2 retorna a saída e R5/R6 tem-se a entrada selecionada, sendo I1 um potenciômetro e I2 o LDR.
Temos problemas neste circuito, por exemplo: Aonde está a carga controlada e medida, PWM de controle e assim sucessivos erros.
Logo, devemos reformular este circuito com a definição do PWM na entrada para controle e do LDR depois da carga na saída.
Então nota-se que há uma falta de um circuito que gere uma saída PWM, porem pode-se utilizar o conhecido 555 para gerar este sinal e assim alterar a frequência com um potenciômetro. Este circuito será capaz de manter a luminosidade com a variação do duty cycle que irá corresponder ao selecionado e, então com a comparação do sinal de saída com o sinal de entrada, teremos o erro subtraído.