Nakties šviesos judesio ir tamsos jutiklis - be mikro: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Ši pamoka skirta neleisti jums įkišti kojos piršto, kai einate per tamsų kambarį. Galima sakyti, kad tai yra jūsų pačių saugumas, jei atsikeliate naktį ir bandote saugiai pasiekti duris. Žinoma, galite naudoti lempą prie lovos ar pagrindinius žibintus, nes šalia turite jungiklį, bet kaip tai patogu, kad ką tik pabudę apakintumėte akis 60 W lempute?

Tai apie LED juostelę, kurią montuojate po savo lova ir kurią valdo du jutikliai, kurie nustato judesį ir tamsos lygį jūsų kambaryje. Jis veiks mažos galios ir ryškumo, kad naktį suteiktų labai malonią šviesą. Taip pat yra galimybė valdyti ryškumo slenkstį, kad jis būtų tinkamas bet kokiai aplinkai. Šiam projektui vykdyti nereikia mikrovaldiklio. Tai sumažina būtinų komponentų skaičių ir sudėtingumą. Be to, tai gana lengva užduotis, jei jau turite tam tikrų žinių apie elektronikos aparatūros grandines.

1 žingsnis: Funkcijos principas ir komponentai

Pagrindinis šios lempos veikimo principas yra tai, kad ji turi du nuoseklius „Mosfet“su šviesos diodais. „Mosfets“, kuris turi būti loginio lygio tipas - paaiškinimas vėliau - įjungiamas dviem skirtingomis grandinėmis, iš kurių viena reaguoja į tamsą, o kita - į judėjimą. Jei jaučiamas tik vienas iš jų, įjungiamas tik vienas tranzistorius, o kitas vis tiek blokuoja srovės srautą per šviesos diodą. Šis derinys yra labai svarbus, nes jūs eikvotumėte baterijos energiją, jei dieną įjungtumėte šviesą arba naktį nejudėtumėte. Komponentai ir grandinė buvo parinkti taip, kad galėtumėte optimizuoti savo vietos ir ten esančių sąlygų parametrus.

Be to, korpusas buvo atspausdintas 3-D, kad tilptų į komponentus, o tai tikrai nėra būtina dėl funkcionalumo, tačiau turi praktinį tikslą.

ATNAUJINIMAS: paskelbus šį įrašą buvo sukurta nauja korpuso versija. Dabar 3D spausdintame korpuse taip pat yra šviesos diodų, todėl tai yra „viskas viename“sprendimas. Šio įrašo (naujas modelis) pristatymo nuotraukos skiriasi nuo 7 žingsnyje „Maitinimo šaltinis ir korpusas“(senas modelis)

Sąmata:

4x 1.5V baterijos 1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm fiksuotas rezistorius (R1) 1x 100 kOhm potenciometras 1x 100 kOhm fiksuotas rezistorius (R2) 1x TS393CD - dvigubos įtampos palyginiklis 1x HC -SR501 - PIR judesio jutiklis 1x 2 kOhm fiksuotas rezistorius (R6) 2x 220 omų fiksuotas rezistorius (R3 ir R4) 2x IRLZ34N n-kanalų „Mosfet4x“kabelių antgaliai flat4x kabelių antgaliai (priešinga dalis)

2 žingsnis: ryškumo jutimas

Norėdami pajusti kambario šviesumą, naudoju nuo šviesos priklausomą rezistorių (LDR). Aš sukūriau įtampos daliklį su 1MOhm fiksuotu rezistoriumi. Tai būtina, nes tamsoje LDR pasipriešinimas pasiekia panašius dydžius. Įtampos kritimas per LDR yra proporcingas „tamsai“.

3 žingsnis: nustatykite tamsos slenksčio etaloninę įtampą

Nakties šviesa turi užsidegti, kai viršijama tam tikra tamsos riba. LDR įtampos skirstytuvo išėjimą reikia palyginti su tam tikra nuoroda. Šiuo tikslu naudojamas antrasis įtampos skirstytuvas. Vienas iš jo varžų yra potenciometras. Dėl to slenkstinė įtampa (proporcinga tamsai) gali būti keičiama. Maksimalus potenciometro (R_pot) atsparumas yra 100 kOhm. Fiksuotas rezistorius (R2) taip pat yra 100 kOhm.

4 žingsnis: nuo ryškumo priklausantis jungiklis

Dviejų aprašytų įtampos daliklių įtampa tiekiama į operacinį stiprintuvą. LDR signalas yra prijungtas prie invertuojančio įėjimo, o atskaitos signalas-prie neinvertuojančio įėjimo. „OpAmp“neturi grįžtamojo ryšio ciklo, o tai reiškia, kad jis padidins dviejų įėjimų skirtumą daugiau nei 10E+05 dydžiu ir taip veiks kaip lygintuvas. Jei apversto įėjimo įtampa yra didesnė, palyginti su kita, ji prijungs savo išvesties kaištį prie viršutinio bėgelio (Vcc) ir įjungs „Mosfet Q1“. Priešingas atvejis sukels įžeminimo potencialą lygintuvų išvesties kaištyje, kuris išjungia „Mosfet“. Tiesą sakant, yra nedidelis regionas, kuriame lyginamasis rodys kažką tarp GND ir Vcc. Taip atsitinka, kai abi įtampos vertės yra beveik vienodos. Dėl šios srities gali sumažėti šviesos diodų šviesa.

Pasirinktas TS393 „OpAmp“yra dviejų voltų palyginimas. Galima naudoti ir kitus tinkamus ir galbūt pigesnius. TS393 buvo seno projekto liekana.

5 žingsnis: judesio aptikimas

Pasyvus infraraudonųjų spindulių jutiklis HC-SR501 yra labai paprastas sprendimas. Jame yra įmontuotas mikrovaldiklis, kuris iš tikrųjų aptinka. Jame yra du maitinimo kaiščiai (Vcc ir GND) ir vienas išvesties kaištis. Išėjimo įtampa yra 3,3 V, kodėl iš tikrųjų turėjau naudoti loginio lygio „Mosfet“tipą. Loginio lygio tipas užtikrina, kad „Mosfet“bus valdomas tik 3,3 V soties zonoje. PIR jutiklį sudaro keli piroelektriniai elementai, kurie, keičiantis įtampai, reaguoja į, pavyzdžiui, žmogaus kūno perduodamą infraraudonąją spinduliuotę. Tai taip pat reiškia, kad jis gali aptikti tokius dalykus kaip šalto šildymo radiatoriai, kurie yra užtvindyti karštu vandeniu. Turėtumėte patikrinti aplinkos sąlygas ir atitinkamai pasirinkti jutiklio kryptį. Stebėjimo kampas yra ribotas iki 120 °. Jame yra dvi žoliapjovės, kuriomis galite padidinti jautrumą ir atidėjimo laiką. Galite pakeisti jautrumą, kad padidintumėte norimos stebėti srities diapazoną. Atidėjimo žoliapjovė gali būti naudojama norint reguliuoti laiką, kurį jutiklis išleidžia aukšto lygio logiką.

Galutinėje elektros instaliacijos schemos versijoje galite pamatyti, kad tarp jutiklių išvesties ir Q2 vartų yra nuoseklus rezistorius, ribojantis srovę, atsirandančią iš jutiklio (R4 = 220 omų).

6 žingsnis: Elektronikos surinkimas

Supratus kiekvieno komponento funkcijas, galima sukurti visą grandinę. Pirmiausia tai reikia padaryti ant duonos lentos! Jei pradėsite ją surinkti ant plokštės, vėliau bus sudėtingiau pakeisti ar optimizuoti grandinę. Tiesą sakant, iš mano plokštės paveikslėlio matosi, kad aš šiek tiek perdirbau, todėl atrodo šiek tiek netvarkingai.

Lyginamojo išvestyje turi būti ištraukiamas rezistorius R6 (2 kOhm) - jei naudojate kitą lygintuvą, būtinai patikrinkite duomenų lapą. Papildomas rezistorius R3 yra tarp lyginamojo ir „Mosfet Q1“dėl tos pačios priežasties, kaip aprašyta PIR. Atsparumas R5 priklauso nuo jūsų šviesos diodo. Šiuo atveju buvo naudojamas trumpas LED juostelės gabalas. Jame jau yra įmontuoti šviesos diodai ir rezistorius R5. Taigi mano atveju R5 nėra surinktas.

7 žingsnis: maitinimo šaltinis ir korpusas

ATNAUJINIMAS: korpusas, parodytas pačioje šio įrašo pradžioje, yra pertvarkytas. Tai buvo padaryta tam, kad būtų visas sprendimas viename. Šviesos diodai šviečia iš vidaus per „skaidrų“plastikinį sluoksnį. Jei tai jums netinka, šiame žingsnyje pateikiama pirmoji pirmojo prototipo koncepcija. (Jei yra susidomėjimas nauju dizainu, galiu jį pridėti)

Kaip minėta anksčiau, sistemą maitins keturios AAA 1,5 V baterijos. Tiesą sakant, jums gali būti maloniau naudoti vieną 9 V bateriją ir pastatyti įtampos reguliatorių prieš visą grandinę. Tuomet taip pat nereikia 3D spausdinti akumuliatoriaus korpuso, kuris prie akumuliatorių jungiamas kabelių antgaliais.

Korpusas yra pirmasis paprastas prototipas ir turi keletą skylių jutikliams. Pirmame paveikslėlyje galite pamatyti didelę skylę priekyje judesio jutikliui ir kairę viršutinę skylę LDR. Šviesos diodų juostelė turi būti už korpuso ribų, tuo pačiu atstumu iki jos, nes tai gali turėti įtakos LDR.