Nakts gaismas kustības un tumsas noteikšana - bez mikro: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šī pamācība ir paredzēta, lai neļautu jums sakost pirkstu, ejot cauri tumšai telpai. Varētu teikt, ka tas ir jūsu pašu drošības labad, ja pieceļaties naktī un mēģināt droši aizsniegt durvis. Protams, jūs varētu izmantot gultas lampu vai galvenās gaismas, jo jums blakus ir slēdzis, bet cik tas ir ērti, lai apžilbinātu acis ar 60 W spuldzi, kad tikko pamodāties?

Runa ir par LED sloksni, kuru uzstādāt zem gultas un kuru kontrolē divi sensori, kas nosaka kustību un tumsas līmeni jūsu istabā. Tas darbosies ar mazu jaudu un spilgtumu, lai naktī nodrošinātu ļoti patīkamu gaismu. Ir arī iespēja kontrolēt spilgtuma slieksni, lai tas būtu piemērots jebkurai videi. Lai veiktu šo projektu, nav nepieciešams mikrokontrolleris. Tas samazina nepieciešamo komponentu skaitu un sarežģītību. Turklāt tas ir diezgan vienkāršs uzdevums, ja jums jau ir zināmas zināšanas elektronikas aparatūras shēmās.

1. darbība: funkciju princips un sastāvdaļas

Šīs gaismas pamatprincips ir tāds, ka tam ir divi sērijveida Mosfet ar LED. Mosfets, kam jābūt loģiska līmeņa tipam - paskaidrojums vēlāk - ieslēdz divas dažādas apakšshēmas, no kurām viena reaģē uz tumsu, bet otra - uz kustību. Ja tiek uztverts tikai viens no tiem, tiek ieslēgts tikai viens tranzistors, bet otrs joprojām bloķē strāvas plūsmu caur LED. Šī kombinācija ir ļoti būtiska, jo jūs iztērētu akumulatora enerģiju, ja aktivizējat gaismu dienas laikā vai bez kustības naktī. Komponenti un shēma tika izvēlēti tā, lai jūs varētu optimizēt parametrus savai atrašanās vietai un apstākļiem.

Turklāt korpuss tika iespiests trīsdimensiju formātā, lai tas ietilptu sastāvdaļās, kas funkcionalitātes dēļ nav īsti nepieciešams, bet tam ir praktisks mērķis.

ATJAUNINĀJUMS: pēc šī ziņojuma publicēšanas tika izstrādāta jauna korpusa versija. 3D drukātajā korpusā tagad ir arī gaismas diodes, kas padara to par "viss vienā" risinājumu. Attēli no šīs ziņas ieviešanas (jauns modelis) atšķiras no attēliem, kas aprakstīti 7. darbībā "Barošanas avots un korpuss" (vecais modelis)

Materiālu rēķins:

4x 1.5V baterijas 1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm fiksēts rezistors (R1) 1x 100 kOhm potenciometrs 1x 100 kOhm fiksēts rezistors (R2) 1x TS393CD - divu spriegumu salīdzinātājs 1x HC -SR501 - PIR kustības sensors 1x 2 kOhm fiksēts rezistors (R6) 2x 220 Ohm fiksēts rezistors (R3 & R4) 2x IRLZ34N n-kanālu Mosfet4x kabeļu uzgaļi flat4x kabeļu uzgaļi (pretējā daļa)

2. darbība: spilgtuma noteikšana

Lai saprastu telpas spilgtumu, es izmantoju no gaismas atkarīgu rezistoru (LDR). Es izveidoju sprieguma dalītāju ar 1MOhm fiksētu rezistoru. Tas ir nepieciešams, jo tumsā LDR pretestība sasniedz līdzīgus apmērus. Sprieguma kritums visā LDR ir proporcionāls “tumsai”.

3. darbība. Tumsas sliekšņa atskaites sprieguma iestatīšana

Nakts gaisma spīd, kad tiek pārsniegts noteikts tumsas slieksnis. LDR sprieguma dalītāja izeja ir jāsalīdzina ar noteiktu atsauci. Šim nolūkam tiek izmantots otrs sprieguma dalītājs. Viena no tās pretestībām ir potenciometrs. Tas padara sliekšņa spriegumu (proporcionālu tumsai) maināmu. Potenciometra (R_pot) maksimālā pretestība ir 100 kOhm. Fiksētais rezistors (R2) ir arī 100 kOhm.

4. solis: no spilgtuma atkarīgs slēdzis

Divu aprakstīto sprieguma dalītāju spriegumi tiek ievadīti operatīvajā pastiprinātājā. LDR signāls ir pievienots invertējošai ieejai, bet atsauces signāls-neinvertējošai ieejai. OpAmp nav atgriezeniskās saites cilpas, kas nozīmē, ka tas palielinās abu ieeju atšķirību par lielumu vairāk nekā 10E+05 un tādējādi darbosies kā salīdzinājums. Ja spriegums pie invertējošās ieejas ir augstāks nekā otrs, tas savienos izejas tapu ar augšējo sliedi (Vcc) un tādējādi ieslēgs Mosfet Q1. Pretējais gadījums radīs zemes potenciālu pie salīdzinātāju izejas tapas, kas izslēdz Mosfet. Patiesībā ir neliels reģions, kurā salīdzinātājs izdos kaut ko starp GND un Vcc. Tas notiek, ja abi spriegumi ir gandrīz vienādi. Šis apgabals var samazināt LED spīdumu.

Izvēlētais TS393 OpAmp ir divu spriegumu salīdzinājums. Var izmantot arī citus piemērotus un, iespējams, lētākus. TS393 vienkārši bija pārpalikums no veca projekta.

5. darbība: kustību noteikšana

HC-SR501 pasīvais infrasarkanais sensors šeit ir ļoti vienkāršs risinājums. Tam ir iebūvēts mikrokontrolleris, kas faktiski nosaka. Tam ir divas tapas barošanai (Vcc un GND) un viena izejas tapa. Izejas spriegums ir 3.3V, kāpēc patiesībā man bija jāizmanto loģiskā līmeņa Mosfet tips. Loģiskā līmeņa tips nodrošina, ka Mosfet tiek darbināts tā piesātinājuma reģionā tikai ar 3,3 V. PIR sensors sastāv no vairākiem piroelektriskiem elementiem, kas, mainoties spriegumam, reaģē uz, piemēram, cilvēka ķermeņa pārraidīto infrasarkano starojumu. Tas arī nozīmē, ka tas var atklāt tādas lietas kā aukstās sildīšanas radiatori, kas ir pārpludināti ar karstu ūdeni. Jums jāpārbauda vides apstākļi un atbilstoši jāizvēlas sensora orientācija. Novērošanas leņķis ir ierobežots līdz 120 °. Tam ir divi trimmeri, kurus varat izmantot, lai palielinātu jutību un aiztures laiku. Jūs varat mainīt jutību, lai palielinātu vēlamās zonas diapazonu. Aizkaves trimmeri var izmantot, lai noregulētu laiku, kurā sensors izvada loģiski augstu līmeni.

Elektroinstalācijas shēmas galīgajā versijā var redzēt, ka starp sensoru izeju un Q2 vārtiem ir virknes rezistors, lai ierobežotu no sensora izvilkto strāvu (R4 = 220 omi).

6. darbība: elektronikas montāža

Pēc katra komponenta funkcionalitātes izpratnes var izveidot visu ķēdi. Vispirms tas jādara uz maizes dēļa! Ja jūs sākat to montēt uz shēmas plates, tad būs grūtāk mainīt vai optimizēt shēmu. Patiesībā no manas shēmas plates attēla var redzēt, ka es veicu dažus pārveidojumus, un tāpēc tas izskatās nedaudz netīrs.

Salīdzinātāja izejai jābūt aprīkotai ar uzvilkšanas rezistoru R6 (2 kOhm) - ja izmantojat citu salīdzinātāju, noteikti pārbaudiet datu lapu. Papildu rezistors R3 tiek novietots starp salīdzinātāju un Mosfet Q1 tā paša iemesla dēļ, kas aprakstīts PIR. R5 pretestība ir atkarīga no jūsu gaismas diodes. Šajā gadījumā tika izmantots īss LED sloksnes gabals. Tam ir jau iebūvētas gaismas diodes, kā arī rezistors R5. Tādējādi manā gadījumā R5 nav samontēts.

7. solis: barošanas avots un korpuss

ATJAUNINĀT: Šī ieraksta sākumā parādītais korpuss ir pārveidots. Tas tika darīts, lai būtu risinājums vienā. Gaismas diodes spīd no iekšpuses caur "caurspīdīgu" plastmasas slāni. Ja tas jums nav piemērojams, šeit tiek parādīts pirmā prototipa pirmais jēdziens. (Ja ir interese par jauno dizainu, varu to arī pievienot)

Kā minēts iepriekš, sistēmu darbinās četras AAA 1,5 V baterijas. Patiesībā jums varētu būt patīkamāk izmantot vienu 9 V akumulatoru un novietot sprieguma regulatoru visas ķēdes priekšā. Tad jums arī nav jādrukā trīsdimensiju akumulatora korpuss, kas savienots ar baterijām, izmantojot kabeļu uzgaļus.

Korpuss ir pirmais vienkāršais prototips, un tajā ir daži caurumi sensoriem. Pirmajā attēlā jūs varat redzēt lielo caurumu kustības sensoram un kreiso augšējo caurumu LDR. LED sloksnei jāatrodas ārpus korpusa ar tādu pašu attālumu līdz tai, jo tā var ietekmēt LDR.