sistema de alerta de dispositivos luminosos avariados

6º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO
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6 BRAZILIAN CONFERENCE ON MANUFACTURING ENGINEERING
11 a 15 de abril de 2011 – Caxias do Sul – RS - Brasil
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April 11 to 15 , 2011 – Caxias do Sul – RS – Brazil
SISTEMA DE ALERTA DE DISPOSITIVOS LUMINOSOS AVARIADOS –
SADLA
Rinack Izidoro Silva Júnior, [email protected]
Lucas André Silva de Andrade, [email protected] 2
Breno Thiago Amorim Silva, [email protected] 3
Hugo Rafael Magalhães Ribeiro, [email protected] 4
Mário Douglas Dionízio de Azevedo, [email protected] 5
Augusto Cezar Costa Pelzer, [email protected]
Noemia Gomes de Mattos de Mesquita, [email protected]
1, 2,3,4,5,6,7
Escola Técnica SENAI/PE Unidade Santo Amaro, Manoel de Brito, Av. Norte Miguel Arraes de Alencar,
539, Santo Amaro, CEP: 50010-011, Recife PE
Resumo: Lâmpadas queimadas no exterior de um automóvel e a falta de sinais indicativos de problemas de
iluminação fazem com que o condutor, por não perceber estas falhas, venha conseqüentemente violar as leis de
trânsito e em decorrência inevitável estar sujeito ao recebimento de multas aplicadas de acordo com o código da lei
brasileira de trânsito, 676-9 artigo 230 caput XXII. Outra conseqüência da falha de iluminação de um automóvel é a
redução da visibilidade panorâmica do condutor, comprometendo tanto a identificação do veículo, quanto a do
usuário da via ou pedestres, e deste modo provocar acidentes. De forma que, a identificação e subseqüente correção
das falhas do sistema de iluminação, principalmente as do exterior de um veículo, são necessárias para que incidentes
ou acidentes como os acima citados venham a ser evitados. O desenvolvimento de um sistema que alerte o condutor
das possíveis avarias do sistema de iluminação do seu veículo é, pois, mas que necessário. Este trabalho teve como
objetivo desenvolver um Sistema de Alerta de Dispositivos Luminosos Avariados (SADLA) e assim dar uma
contribuição para que possíveis acidentes com automóveis sejam evitados, além de reduzir o número de infrações de
trânsito. No desenvolvimento do sistema foram usados: transistor; resistor dependente de luz (LDR); diodo emissor de
luz (LED); relé e resistores. O SADLA tem, portanto, um baixo custo de fabricação e pode ser aplicado a qualquer
tipo de veículo.
Palavras-chave: automação, automóvel, iluminação
1. INTRODUÇÃO
No dia 11 de setembro de 2001 o mundo parou por causa do atentado nos Estados Unidos, onde cerca de 3000 mil
pessoas morreram. No Brasil, o trânsito faz o mesmo número de vítimas todos os meses, índice de fatalidade quatro
vezes maior ao de outros países. Segundo o site http://www.bauru.unesp.br/curso_cipa/artigos/4_transito.htm, mais de
40.000 brasileiros perdem a vida, anualmente, em acidentes de trânsito. O Brasil tem prejuízo anual de R$ 105 milhões
com acidentes de trânsito. São custos com perdas em produção, custos médicos, previdência social, custos legais, perdas
materiais, despesas com seguro e custos com emergências entre outros. Para se ser um bom motorista é necessário:
conhecer as leis do trânsito; usar sempre cinto de segurança; conhecer detalhadamente o veículo; manter seu veículo
sempre em boas condições de funcionamento; fazer a previsão da possibilidade de acidentes e ser capaz de evitá-los;
tomar decisões corretas com rapidez nas situações de perigo; não aceitar desafios e provocações; não dirigir cansado,
sob efeito de álcool e drogas; ver e ser visto; não abusar de autoconfiança para não colocar a sua vida e nem a de outros
em risco, http://www.der.rj.gov.br/educacao_transito.asp.
A Constituição Brasileira de 1988 garante a todo indivíduo o direito de segurança individual e pública,
http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/constituicao/constitui%C3%A7ao.htm, conforme o que ditam seus artigos 5º e
144º respectivamente. Dentro do direito à segurança, no sentido amplo, devemos ressaltar atualmente, de acordo com
Fernandes (2010), a busca pela segurança nas relações entre os cidadãos e o trânsito. A legislação de trânsito brasileira
desperta cada vez mais o interesse da sociedade. Pessoas de todas as idades – condutores de veículos e cidadãos em
geral – procuram atualizar-se no conhecimento do Código de Trânsito Brasileiro (CTB) e na sua regulamentação, seja
como um meio para desenvolver comportamentos seguros no trânsito, ou para reivindicar de todos os agentes –
públicos e privados –, mais responsabilidade sobre a segurança da via e dos veículos. A educação e a ética no trânsito,
assim como a fiscalização e a engenharia do tráfego, são instrumentos destinados a assegurar a almejada segurança que
terá sucesso apenas se houver a efetiva conscientização dos usuários das vias públicas. Neste sentido a correta
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manutenção dos veículos pelos proprietários pode efetivamente colaborar para a segurança viária e o equilíbrio do meio
ambiente. Veículos transitando em vias públicas com luzes queimadas ou mesmo com o sistema de iluminação
completamente desligado, ainda é muito usual em nossas cidades. O sistema de iluminação do veículo desempenha
papel importantíssimo no tráfego viário, uma vez que, permite a condução do veículo em condições meteorológicas
adversas, identifica o veículo e suas reais dimensões, sinaliza as manobras executadas pelo condutor e as eventuais
situações de emergência.
De acordo com a legislação do trânsito são elementos obrigatórios dos veículos: dois faróis principais dianteiros, de
cor branca ou amarela, contemplando a luz de posição, farol alto e baixo; lanternas laterais de posição (piscas),
dianteiras de cor branca ou amarela e traseiras de cor âmbar ou vermelhas; lanternas de posição traseiras e de freio na
cor vermelha; lanterna de marcha à ré de cor branca; iluminação da placa traseira e retro-refletores traseiros de cor
vermelha.
Transitar com o veículo sem o equipamento de iluminação, com o equipamento de iluminação ou sinalização
alterado, deficiente ou inoperante, ou ainda com os faróis desregulados é infração de natureza grave e que sujeitam o
infrator à multa, retenção do veículo e cinco pontas na carteira de habilitação. Deixar de indicar com antecedência,
através de luz indicadora de direção (pisca) a realização de manobra de mudança de direção, de faixa ou de parada é
também infração de natureza grave, ficando o motorista sujeito a multa e perda de cinco pontos na carteira de
habilitação. Usar indevidamente a luz alta ou o pisca alerta, transitar com a luz baixa desligada durante a noite, deixar
de manter a luz de posição acessa em condições atmosféricas adversas e não manter a placa traseira iluminada, durante
a noite, é infração de natureza média, ficando o condutor sujeito a multa e perda de quatro pontos na carteira de
habilitação.
A cada dia são aplicadas cada vez mais tecnologias às lâmpadas, para que não ocorra ou passe despercebida uma
falha em qualquer um destes dispositivos. Principalmente pela questão da segurança, mas também para não infringir o
código de trânsito brasileiro, que no seu artigo 230 caput XXII, descrimina, “Conduzir o veículo com defeito no sistema
de iluminação, de sinalização ou com lâmpadas queimadas” constitui penalidade a qual deve ser aplicada multa e perda
de pontos na carteira de habilitação.
Para que o condutor não sofra esses tipos de constrangimentos é eminente que ele seja informado de imediato sobre
os problemas ocorridos em seu automóvel. Portanto, o principal objetivo deste trabalho foi desenvolver um Sistema de
Alerta de Dispositivos Luminosos Avariados, que quando incorporado a um veículo, além de poder evitar que os
problemas descritos ocorram, auxiliam a automação da manutenção de veículos. O sistema deve ser: versátil, podendo
ser aplicado a qualquer tipo de veículo, seja de passageiros, passeio ou de carga; de baixo custo para permitir sua
incorporação a automóveis populares e por fim deve permitir sua aplicação junto aos vários circuitos de iluminação de
um veículo sem interferir em seu funcionamento.
2. SISTEMA DE ALERTA DE DISPOSITIVOS LUMINOSOS AVARIADOS - SADLA
Fazendo uma pesquisa bibliográfica sobre o assunto foi constatado que Macionki e Stumpf (2009) desenvolveram
um “Sistema de Monitoramento Veicular e Sonolência em Motoristas”. Na parte referente à iluminação elétrica do
veículo, foi montado um circuito que informa a um micro-controlador se o sistema de iluminação do veículo está
funcionando ou se existe alguma lâmpada queimada. Este circuito analisa a corrente drenada pelas lâmpadas e informa
ao micro-controlador quando a mesma não estiver consumindo energia. O circuito é baseado no princípio de
funcionamento de um galvanômetro, onde foi colocada uma resistência pequena chamada de “shunt”, que é
suficientemente pequena para não interferir na medida desejada. Assim a tensão em uma determinada resistência do
circuito varia conforme as luzes do veículo são ligadas e com esta variação pode-se concluir se existe alguma lâmpada
queimada. No entanto, esse sistema não é capaz de identificar qual é a lâmpada que está queimada, além de trabalhar
junto com um micro-controlador o que torna sua aquisição menos acessíveis aos condutores de carros populares.
No desenvolvimento do Sistema de Alerta de Dispositivos Luminosos Avariados, o SADLA, foram estudados
inicialmente todos os circuitos que compõem o sistema de iluminação de um veículo, seus componentes e suas
características técnicas. Após esta etapa foi iniciado o desenvolvimento do SADLA, projetando seu circuito de forma a
possibilitar a interação dele com os diversos circuitos de iluminação de um veículo, sem alterar o funcionamento desses
(Andrey, 1999; Capuano, 2007; Idoeta, 2007; Moreira, 1999; Nilsson, 2008;.Bird, 2009; Orsini, 2002; SENAI, 1998).
O sistema projetado foi construído e testado, sendo capaz de informar ao condutor do veículo ou técnico que esteja
realizando uma revisão, sobre as falhas decorrentes no sistema de iluminação externa do automóvel, sendo seu
funcionamento proveniente da alimentação dos circuitos do mesmo em que for conectado em corrente contínua de 12 V
para veículos de pequeno porte, ou no caso de veículos de grande porte (caminhões, ônibus) 24 V, não comprometendo,
desta forma, o esquema elétrico do carro.
O “SADLA” foi projetado para avisar prontamente com precisão os defeitos ocorridos nos sistemas de iluminação,
emitindo um sinal luminoso através de um Diodo Emissor de Luz – LED posto no painel do veículo. Para cada um dos
circuitos de iluminação do veículo, a saber: faróis, ré, freios, placa, ou qualquer outro circuito que tenha iluminação
externa; existe um LED, que é armazenado em uma caixa, que pode ser implantada ao lado da caixa de fusíveis e que
indica exatamente que circuito veio a falhar, conforme mostra o desenho esquemático da Fig. (1). Quando o LED do
painel acende deve-se observar na caixa dos LED´s que circuito está apresentando problema.
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Figura 1. Desenho esquemático da aplicação do SADLA nos circuitos elétricos.
De acordo com a Fig. (2), verifica-se que o circuito desenvolvido é composto de seis componentes: Diodo Emissor
de Luz – LED (1), Resistor Dependente de Luz – LDR (2), resistor de baixa resistência (3), resistor de alta resistência
(4), relé (5) e transistor (6).
Na base do transistor (6) está conectado o LDR (2) que depende de luz para aumentar sua resistência. No emissor
(1) está conectado um relé (5) de cinco pinos de baixa tensão e corrente que acionara uma bobina, pela polarização.
Essa, por sua vez, fecha contato com uma chave normalmente aberta, interna ao relé que está conectado a um resistor de
alta resistência (4) que reduzirá a corrente para acionar o LED (1) e na junção do coletor um resistor de baixa resistência
(3).
O transistor (6) está com a junção base-emissora polarizada diretamente, do positivo da linha 15. A corrente é
baixa, e não é suficiente para acionar o relé (5). Diante do que foi explicado, é preciso chavear a base-emissora com o
coletor, pois, o coletor tem a tensão maior que a junção base-emissora e é suficiente para acionar o relé (5) e
posteriormente o LED (1).
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Figura 2. Circuito do SADLA e seus componentes.
2.1. O SADLA Aplicado ao Circuito do Freio
As lâmpadas do freio são peças fundamentas para a condução segura de um veículo em vias públicas, uma vez que,
em ela(s) estando queimada(s) pode(m) comprometer a segurança dos passageiros e/ou dos outros condutores. Na
grande maioria dos veículos o condutor não percebe quando uma lâmpada queima, ou, pior ainda, quando as duas
lâmpadas do freio estão queimadas. Um veículo com esse problema pode causar a colisão com o veículo que vem atrás
dele, por não sinalizar que a velocidade do veículo foi reduzida pelo acionamento do freio. O SADLA avisa
imediatamente quando uma lâmpada queima e que lâmpada queimou a da direita ou da esquerda. Na Figura (3),
observasse a aplicação de dois SADLA no circuito de freio, atuando cada um deles em sua respectiva lâmpada.
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Figura 3. Aplicação do SADLA no circuito das lâmpadas do freio.
A aplicação do Sistema de Alerta de Dispositivos Luminosos Avariados no circuito de freio acontece a partir da
colocação do Resistor Dependente de Luz – LDR próximo as lâmpadas de freio para que o mesmo possa detectar a
ausência da iluminação quando ela estiver queimada. Quando o freio não está sendo acionado, as lâmpadas de freio não
estarão acessas, neste caso, o SADLA estará desativado, uma vez que, o circuito não tem alimentação. Devido à baixa
resistência do LDR os funcionamentos dos outros componentes descritos anteriormente na Fig. (3) ficarão ativos,
acionando, desta foram, o LED e informando que lâmpada está queimada.
A grande vantagem de se obter esse dispositivo é voltada também para agilizar a manutenção nos carros em
oficinas, visto que é necessária mais de uma pessoa para verificar o problema, desperdiçando tempo, que é crucial para
a indústria nos dias de hoje. Já com o “SADLA” o técnico ou o próprio condutor, conforme já foi dito, pode detectar o
defeito rapidamente, assim que o mesmo surgir, economizando tempo e dinheiro.
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2.2. O SADLA Aplicado ao Circuito dos Faróis
Na Figura (4), é apresentada a aplicação do dispositivo no circuito dos faróis, que funciona de forma semelhante ao
circuito de freio, isto é, quando o Resistor Dependente de Luz – LDR estiver com baixa resistência devido à queima das
lâmpadas, ele aciona os outros componentes para que através de um LED informe o problema. Quando os faróis não
estiverem ligados, suas lâmpadas não estarão acessas, neste caso, o SADLA estará desativado, pois, o circuito não tem
alimentação.
Figura 4. Aplicação do SADLA no circuito dos faróis.
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2.3. O SADLA Aplicado ao Circuito de Ré
Na Figura (5), podemos verificar a aplicação do SADLA no circuito de ré.
Figura 5. Aplicação do SADLA ou circuito de ré.
A aplicação do Sistema de Alerta de Dispositivos Luminosos Avariados no circuito de ré funciona da mesma forma
em que foi exposto nos outros circuitos anteriormente.
2.4. O Circuito do Pisca
Na Figura 6 podemos observar o circuito de pisca sem o Sistema de Alerta de Dispositivos Luminosos Avariados,
uma vez que, nos testes realizados em laboratórios foi verificado que não há necessidade da aplicação, pois, ele é
composto basicamente por dois consumidores (duas lâmpadas) e um relé, que quando abre e fecha continuamente faz
com que a luz de pisca acenda e apague no painel com intervalos de 2s.
Quando o consumidor 1 (lâmpada 1) está queimado o relé tem um excesso de corrente no contato da chave do
mesmo, que fica “abrindo e fechando” em um intervalo de 0,5 s, interferindo assim no funcionamento no consumidor 2
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(lâmpada 2), e a luz de alerta do pisca no painel do veículo fica com o intervalo do sinal muito pequeno. Possibilitando
a percepção da anomalia visualmente pelo condutor conforme essa variação.
Figura 6. Circuito de Pisca.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Os resultados dos testes do SADLA aplicado aos diversos circuitos elétricos de iluminação externa de um veículo
mostraram que:
• O SADLA informa ao condutor possíveis problemas com as lâmpadas externas;
• A manutenção dos veículos pode ser agilizada - Com os testes realizados em bancada, verificou-se que
havendo alguma anomalia nas lâmpadas externas, o Diodo Emissor de Luz - LED do SADLA acoplado na
caixa de LED’s no painel do veículo informa perfeitamente o devido defeito, ao condutor, ou no caso de uma
revisão no veículo, ao técnico ou mecânico, assim, podendo realizar a troca da(s) lâmpada(s) sem a
necessidade de uma segunda pessoa nem de testes dos sistemas de iluminação externa.
• Os riscos de acidentes diminuem - Quando o LED está aceso indica que existe problema com a iluminação
externa do veículo e o condutor ficará ciente deste fato, dessa forma pode fazer a substituição da(s) lâmpada(s),
para que se tenha uma perfeita visibilidade panorâmica da via, certificando-se que está sendo identificado pelos
pedestres e outros motoristas, evitando assim possíveis colisões com ambos.
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•
•
O número de infrações de trânsito diminui - O condutor sendo informado pelo SADLA poderá realizar com
mais brevidade a troca das lâmpadas evitando assim problemas com a legislação de trânsito.
O dispositivo desenvolvido pode ser comercializável e aplicável em qualquer veículo – Os componentes do
SADLA são relativamente acessíveis, tanto financeiramente, quanto nas disponibilidades no mercado.
4. CONCLUSÕES
O Sistema de Alerta de Dispositivos Luminosos Avariados, o SADLA, desenvolvido neste trabalho pode ser
aplicado aos vários circuitos de iluminação externa de um veículo, tais como, o dos faróis, da ré, do freio e da placa
traseira, entre outros. O SADLA avisa imediatamente ao condutor, através de sinal luminoso, no painel do veículo,
quando uma de suas lâmpadas externas sofreu uma avaria. Desta forma, o trabalho atingiu o objetivo de solucionar
problemas freqüentes e bem comuns nos automóveis, causados pelo não conhecimento do condutor sobre as avarias em
componentes do sistema de iluminação e sinalização.
No mercado existem atualmente alguns dispositivos que têm a mesma finalidade do SADLA, porém com princípios
de funcionamento diferente. No desenvolvimento do SADLA foi priorizada sua aplicação para qualquer automóvel,
pois, os demais sistemas de alerta existentes, só são encontrados em carros de luxo com computador de bordo, e não são
comercializados por suas marcas no mercado automobilístico. O SADLA foi construído e testado com utilização de
componentes relativamente acessíveis, tanto financeiramente, quanto nas disponibilidades no mercado. Ele não interfere
no funcionamento de nenhum outro circuito, é independente dos demais e só interage com seu respectivo consumidor,
ou seja, os diversos circuitos de iluminação externa de um veículo. Dessa forma o SADLA é mais um dispositivo de
segurança para área automotiva, tornado-se comercializável, e dando aos condutores autonomia para sua aquisição.
Através dele é possível se reduzir o índice de acidentes de automóveis relativos a problemas de iluminação e
sinalização, que em nosso país ainda é muito alto, e em conseqüência disso contribui para a redução de número de
infrações de trânsito.
5. AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem: a Ana Cristina Cerqueira Dias e Ângela Maria Aragão respectivamente diretora e
coordenadora, da Escola Técnica SENAI/PE Unidade Santo Amaro, Manoel de Brito, por viabilizarem o
desenvolvimento e fabricação do Sistema de Alerta de Dispositivos Luminosos Avariados, o SADLA; ao Prof. Antônio
Carlos Maranhão de Aguiar diretor regional do SENAI/PE, instituição que promove Educação Profissional e
Tecnológica, inovação e a transferência de tecnologias industriais, contribuindo para elevar a competitividade da
Indústria Brasileira, pela ajuda na participação do Sexto Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação.
6. REFERÊNCIAS
Andrey, João Michel. Eletrônica básica: teoria e prática. São Paulo: Rideel, 1999. 425p.
Bird, J., Queiroz, L.C., Barroso, J.L, “Circuitos Elétricos”, Editora Campus, São Paulo, 2009.
Capuano, Francisco Gabriel; MARINO, Maria Aparecida Mendes. Laboratório de eletrônica. São Paulo: Érica, 2007.
309p.
DER, Departamento de Estrada do Rio de Janeiro, “Educação de Trânsito”, disponível em
http://www.der.rj.gov.br/educacao_transito.asp, acessado em 13/10/2010.
Constituição Brasileira, disponível em http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/constituicao/constitui%C3%A7ao.htm ,
acessado em 8/10/2010.
Curso CIPA, disponível em http://www.der.rj.gov.br/educacao_transito.asp, acesso em 13/10/2010.
Fernandes Neto, B. “Sistema de Iluminação”, disponível em http://www.clubjus.com.br/?artigos&ver=2.19823&hl=no
acesso em 8 de outubro de 2010.
Idoeta, Ivan Valeije; CAPUANO, Francisco Gabriel. Elementos de eletrônica digital. 39 ed. São Paulo: Érica, 2007.
524p.
Macionki, A., Stumpf, W.K. “Sistema de Monitoramento Veicular e Sonolência em Motoristas”, Trabalho de
Conclusão de Curso, do Curso de Engenharia da Computação da Universidade Positivo, Curitiba, 2009, disponível
http://www.posup.com.br/painelgpa/uploads/imagens/files/EngComputacao/Projetos%20Finais/2009/SISTEMA%2
0DE%20MONITORAMENTO%20VEICULAR%20E%20SONOL%C3%8ANCIA%20EM%20MOTORISTAS.pd
f , acesso em 13/10/2010.
Moreira, V. A. “Iluminação Elétrica”, Editora Edgard Blücher, São Paulo, 1999.
Nilsson, J.W., Riedel, S.A., Marques, A.S., “Circuitos Elétricos”, Prentice Hall Brasil, São Paulo, 2008
Orsini, L.Q., “Curso de Circuitos Elétricos”, Vol.1 e 2, Editora Edgard Blücher, São Paulo 2002.
SENAI-PE. Eletricidade básica. Editado pelo SENAI, Recife, 1998. 126p.
7. DIREITOS AUTORAIS
Os autores são os únicos responsáveis pelo conteúdo do material impresso, incluído no seu trabalho.
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ALERT SYSTEM DEVICES OF LIGHT-DAMAGED – SADLA
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Lucas André Silva de Andrade, [email protected] 2
Breno Thiago Amorim Silva, [email protected] 3
Hugo Rafael Magalhães Ribeiro, [email protected] 4
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Augusto Cezar Costa Pelzer, [email protected]
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539, Santo Amaro, CEP: 50010-011, Recife PE
Abstract. Lamps burned outside a car and lack of signs of lighting problems make the driver for not noticing these
failures, come therefore violate traffic laws and inevitable result being subject to the receipt of fines in accordance
with the code Brazilian traffic law article 230 676-9 caput XXII. Another consequence of the failure of an automobile
lighting is the reduction of round visibility of the driver, compromising both the identification of the vehicle as the road
user or pedestrian, thereby causing accidents. So that the identification and subsequent correction of the flaws of the
lighting system, especially those on the outside of a vehicle, are required for incidents or accidents such as those
mentioned above may be avoided. The development of a system to warn the driver of possible damages of the lighting
system of your vehicle is therefore then necessary. This paper aimed to develop an alert system for defective devices
Bright (SADLA) and thus to contribute to possible accidents with cars are avoided, and reduce the number of traffic
violations. In designing the system were used: transistor; light dependent resistor (LDR); emitting diode (LED); relay
and resistors. SADLA therefore has a low manufacturing cost and can be applied to any type of vehicle.
Keywords: automation, automobile, lighting
The authors are the only responsible for the printed material included in this paper.
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