Carrinho Mecatrônico

Sensor de luz que controla o motor

Aqui começa a mágica do Carrinho Mecatrônico! 🚗🔦

Neste projeto, uma simples lanterna vai fazer o papel de controle remoto. Quando a luz é apontada para o sensor, o circuito percebe a iluminação, aciona o motor e a hélice começa a girar. Quando a luz deixa de iluminar o sensor, o motor para.

Mas como um circuito consegue “perceber” a luz?

A resposta está em um componente muito simples: o LDR.

LDR

O LDR (Light Dependent Resistor), também conhecido como resistor dependente de luz, é um componente cuja resistência elétrica varia de acordo com a quantidade de luz que recebe.

Podemos pensar no LDR como um “olho eletrônico” do nosso carrinho:

🟡 Com muita luz: a resistência do LDR diminui.

⚫️ Com pouca luz: a resistência do LDR aumenta.

Essa característica permite transformar uma mudança de iluminação em uma mudança no comportamento do circuito. E é exatamente isso que vamos aproveitar para controlar o motor.

TIP 120

O TIP120 é um transistor do tipo Darlington e será utilizado neste projeto para controlar a corrente que alimenta o motor. Para simplificar, podemos imaginar o TIP120 como um interruptor eletrônico.

Podemos resumir o funcionamento do Carrinho Mecatrônico em quatro passos:

🔦 A lanterna ilumina o LDR.

💡 A resistência do LDR diminui, permitindo o acionamento do TIP120.

⚡ O TIP120 conduz corrente, alimentando o motor.

🚗 O motor gira a hélice e o carrinho se movimenta.

O circuito também possui um resistor de 10 kΩ. Ele ajuda a definir o comportamento do circuito de controle do TIP120, evitando que a entrada do transistor fique sem uma referência definida quando a iluminação sobre o LDR diminui. Para o nosso projeto, podemos pensar nele como um componente que ajuda a manter o circuito sob controle quando a lanterna não está iluminando o sensor.

Este circuito também possui um pequeno diodo que ajuda a proteger o TIP120 dos efeitos elétricos produzidos pelo motor.

Circuito elétrico

Lista de materiais

Tudo o que você precisa para construir o carrinho é uma garrafa PET, alguns componentes eletrônicos de baixo custo e materiais que podem ser reaproveitados de carrinhos de brinquedo, brinquedos quebrados e outras sucatas.

A ideia aqui é simples: antes de comprar alguma coisa, dê uma olhada naquela caixa de "coisas que um dia podem ser úteis". Você provavelmente sabe qual é. 😄

Separe os seguintes materiais:

• 1 Garrafa PET
• 2 conjuntos de rodas
• 1 hélice de qualquer tipo que possa ser adaptada ao motor
• 1 motor DC (3 a 6 V)
• 1 LDR de 5mm
• 1 Transistor TIP120 ou equivalente
• 1 Diodo 1N4007 ou equivalente
• 1 resistor de 10 kΩ — código de cores: marrom, preto, laranja e dourado
• 1 Suporte para uma bateria de íon de lítio
• 1 bateria íon de lítio de 3.7 V
• 1 barra de conectores parafusados (4 terminais)
• Fios, parafusos, fita isolante e cola quente

Dica: não precisa comprar tudo novo. A graça do projeto está justamente em reaproveitar materiais. Um carrinho quebrado pode perder as rodas, mas ganhar uma segunda chance na vida. 😄

Observações:

Neste projeto, utilizei uma garrafa PET pequena como estrutura do carrinho e uma bateria de íons de lítio de 3,7 V como fonte de alimentação.

Mas você não precisa seguir a receita à risca. A garrafa PET pode ser substituída por papelão, plástico, madeira fina ou outro material leve e resistente que você tenha disponível.

A bateria de íons de lítio também pode ser substituída por pilhas AA. Nesse caso, utilize um suporte para:

• 3 pilhas AA = 4,5 V
• 4 pilhas AA = 6 V

Como o motor utilizado trabalha entre 3 e 6 V, essas duas opções são adequadas. A versão com 6 V tende a proporcionar melhor desempenho.

⚠️ Atenção: baterias de íons de lítio devem ser utilizadas com cuidado. Não provoque curto-circuitos, não perfure a bateria e utilize um suporte adequado. Se houver qualquer sinal de aquecimento anormal, interrompa o uso.

Montagem

Agora é hora de colocar a mão na massa!

1. Comece montando o circuito elétrico

Montagem na barra de conectores parafusados:

⚠️ Atenção: Encaixe a hélice no eixo do motor e faça um teste do circuito. Ilumine o LDR e verifique se o motor é acionado corretamente. Observe também o sentido do vento produzido pela hélice. Ela deve empurrar o ar para trás, para que, quando o conjunto for instalado no carrinho, o vento possa impulsioná-lo para frente.

Se o motor estiver girando no sentido errado, inverta os fios do motor para mudar o sentido de rotação da hélice e, consequentemente, o fluxo de ar. Faça todos esses testes antes de fixar o circuito e o motor no carrinho. Assim, quando chegar a hora da montagem, tudo já estará funcionando — e evitamos construir um carrinho que resolveu andar de ré! 😄

2. Monte as rodas e os eixos

Comece preparando a garrafa PET, que será a estrutura do carrinho. Fixe os dois conjuntos de rodas utilizando os eixos, deixando as rodas paralelas entre si e bem alinhadas. Antes de continuar, faça um teste simples: empurre o carrinho com a mão sobre uma superfície plana.

Observe se:

• As quatro rodas encostam corretamente no chão
• O carrinho anda em linha reta
• As rodas giram livremente
• Os eixos não estão tortos
• Não existe excesso de atrito

Se o carrinho estiver “puxando” para um lado ou alguma roda estiver travando, aproveite este momento para corrigir o alinhamento. É muito mais fácil consertar agora do que depois que toda a eletrônica estiver instalada. 😄

3. Prepare a garrafa PET

Com as rodas alinhadas, faça os cortes e furos necessários na garrafa PET para acomodar os eixos, o motor, a hélice e os demais componentes.

⚠️ Atenção: Tenha muito cuidado ao cortar e furar a garrafa. O plástico pode produzir bordas afiadas e causar cortes.

4. Instale o circuito e a alimentação

Agora fixe o motor, o circuito, e o suporte das pilhas na estrutura do carrinho. Organize os fios de forma que não encostem nas rodas, nos eixos ou na hélice. A hélice também deve ficar livre para girar sem tocar na garrafa ou em outros componentes. Antes de seguir para o próximo passo, faça novamente um teste: ilumine o LDR e confirme se o motor liga e a hélice gira corretamente.

5. Prepare o sensor de luz

Para controlar melhor o carrinho com uma lanterna, coloque um pequeno tubo sobre o LDR. Ele funciona como uma espécie de “viseira”, deixando o sensor mais direcionado para a luz.

Ligue a alimentação e faça o teste final utilizando uma lanterna. Aponte a luz para o LDR e observe: luz no sensor → motor ligado → hélice girando → carrinho em movimento! 🔦🚗💨

Agora é só pilotar direcionando a lanterna para o sensor. Tente controlar o carrinho movimentando a luz devagar — afinal, você acabou de transformar uma simples lanterna em um controle remoto sem fio! 😄