„GoodNightLight“: paprasta naktinio apšvietimo grandinė: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Sekite daugiau autoriaus:

Apie: Purdue universiteto absolventas, biomedicinos inžinierius, elektronikos entuziastas, pedagogas, bandantis šiek tiek sužinoti apie inžineriją ir programavimą Daugiau apie ohoilett »

Sveiki visi, aš žiemą dėstau bioinstrumentų kursą vidurinės mokyklos moksleiviams kaip „Purdue GERI“(„Gifted Education Resource Institute“) dalis. Šiame kurse supažindinu studentus su grandinių pagrindais ir kaip mes naudojame biomedicinos inžinerijos grandines. Pastebėjau, kad naktinė lemputė yra gera įvadinė grandis studentams, besimokantiems elektronikos. Jį sudaro keli pagrindiniai komponentai, tokie kaip rezistoriai ir šviesos diodai. Jame taip pat yra tarpinis komponentas, būtent operacinis stiprintuvas ir naudingas jutiklis, būtent fotorezistorius. Grandinės mechanizmas parodo studentams, kaip mes galime naudoti grandines sąveikauti su išoriniu pasauliu ir sukurti tam tikrą produkciją. Tokiu atveju naktinis apšvietimas įsijungia, kai sumažėja aplinkos apšvietimas, ir išsijungia, kai aplinkos apšvietimas padidėja. Visiems patinka matyti, kaip šviesos diodai automatiškai įsijungia ir išsijungia. Pasakiau tėvams, kad paskelbsiu įvairias pamokas internete (ir aš keletą mėnesių atsilieku nuo o_O), taigi čia aš einu su pirmąja! Tikimės, kad jums patiks mano „Instrukcinis“„GoodNightLight“.

1 žingsnis: fotorezistorius arba nuo šviesos priklausomas rezistorius (LDR)

Fotorezistorius yra paprastas komponentas, kuris keičia atsparumą krentančiai šviesai. Rezistoriuje yra šviesai jautrių medžiagų, dėl kurių medžiagos atsparumas sumažėja padidėjus šviesai (daugiau šviesos). Priešingai, medžiagos atsparumas didėja mažėjant šviesai (ji tamsėja). Fotosensorius yra atsakingas už aplinkos šviesos pokyčių, kurie įjungia naktinę šviesą, aptikimą. Nedvejodami išmatuokite fotorezistoriaus varžą multimetru, kad pamatytumėte, kaip keičiasi jo varža, kai pirštu ar kitu nepermatomu daiktu uždengsite ir atidengsite fotorezistorių.

2 žingsnis: įtampos skirstytuvas

Įtampos skirstytuvas yra paprastas būdas prisijungti prie varžinio keitiklio, kuris yra komponentas, kuris paverčia vieną energijos formą į pasipriešinimą. Šioje grandinėje mūsų varžinis keitiklis yra mūsų fotorezistorius. Įtampos skirstytuvą sudaro du nuoseklūs rezistoriai (sujungti vienas po kito). Įtampos šaltinis, kaip ir akumuliatorius, yra prijungtas prie vieno iš skirstytuvo rezistorių, o kitas - prie žemės. Įtampos daliklio lygtis yra tokia: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

Kaip matome iš lygties, R1 ir R2 tiesiogiai nustato įtampos daliklio išėjimą. Nagrinėdami lygtį šiek tiek toliau, matome, kad didėjant R2, Voutas priartėja prie Vin. Ankstesniame žingsnyje minėjome, kad fotorezistoriaus varža didėja mažėjant aplinkos šviesai. Mes įdėsime savo fotorezistorių į šio įtampos daliklio R2 padėtį.

3 žingsnis: palyginimo ir išvesties šviesos diodas

Lygintuvas yra paprasta grandinė, lyginanti dvi įtampas. Jei įtampa neinvertuojančiame įėjime (op stiprintuvo įėjimas su „+“ženklu) yra didesnė už įtampą invertuojančiame įėjime (op stiprintuvo įėjimas su „-“ženklu), lygintuvas įjungs šviesos diodą. Jei yra priešingai, lygintuvo išvestis išjungs šviesos diodą. Jei anksčiau nenaudojote šviesos diodų, žinokite, kad jie užsidega, kai pro juos praeina nedidelė srovė. Sužinokite daugiau apie šviesos diodus iš šio puikaus „Instructable“.

Palyginimui naudosime LM324 stiprintuvą. LM324 yra keturių stiprintuvų, tai reiškia, kad jis turi 4 stiprintuvus, integruotus į vieną paketą. Mums reikės tik vieno iš 4 stiprintuvų. Prijunkite LM324, kaip parodyta schemoje.

4 žingsnis: Išvados ir galutinės mintys

Šioje pamokoje aš demonstravau tiesiog įjungti šviesos diodą su kintančiu aplinkos šviesos kiekiu. Pasinaudokite savo kūrybiškumu ir paverskite jį tikra „naktine šviesa“.

5 veiksmas: trikčių šalinimas

1. Šioje instrukcijoje rekomenduoju nuosekliai pridėti 10 k rezistorių su savo fotorezistoriumi. Priklausomai nuo jūsų fotorezistoriaus „vardinio“pasipriešinimo, gali tekti pakeisti 10 k rezistorių į kažką kitą. Rekomenduočiau matuoti fotorezistoriaus varžą savo multimetru, kai jūsų fotorezistorius yra veikiamas aplinkos ir kai jutiklį dengia koks nors pašalinis objektas. Norite pasirinkti serijos rezistorių, didesnį už fotorezistoriaus varžą, kai jis veikiamas aplinkos šviesos, bet mažesnį už fotorezistoriaus atsparumą, kai jis yra uždengtas. Pavyzdžiui, mano naudojamam fotorezistoriui jo atsparumas veikiant aplinkos šviesai buvo apie 8 k. Kai pirštu uždengiau fotorezistorių, jo atsparumas padidėjo iki 48 tūkst.

2. Įsitikinkite, kad įtampos skirstytuvai prijungti prie tinkamų stiprintuvo įėjimų. Atidžiai stebėkite jungtis, atliktas 3 veiksme.

3. Būkite atsargūs dėl LED poliškumo. Trumpesnė koja yra „neigiama“ir turėtų jungtis prie žemės.