GoodNightLight: vienkārša nakts gaismas shēma: 5 soļi

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Sekojiet vairāk autoram:

Par: Purdue universitātes maģistrants, biomedicīnas inženieris, elektronikas entuziasts, pedagogs, cenšas mazliet uzzināt par inženierzinātnēm un programmēšanu Vairāk par ohoilett »

Sveiki, es ziemā pasniedzu bioinstrumentācijas kursu vidusskolas skolēniem kā daļu no Purdue GERI (apdāvinātās izglītības resursu institūts). Šajā kursā es iepazīstinu studentus ar shēmu pamatiem un to, kā mēs izmantojam shēmas biomedicīnas inženierijā. Es atklāju, ka naktsgaisma ir laba ievads ķēde studentiem, kuri apgūst elektroniku. Tas ietver dažus pamata komponentus, piemēram, rezistorus un gaismas diodes. Tas ietver arī starpposma komponentu, proti, darbības pastiprinātāju un noderīgu sensoru, proti, fotorezistoru. Ķēdes mehānisms parāda studentiem, kā mēs varam izmantot ķēdes, lai mijiedarbotos ar ārpasauli un radītu sava veida rezultātus. Šajā gadījumā nakts gaisma iedegas, kad apkārtējā apgaismojuma līmenis samazinās, un izslēdzas, kad apkārtējais apgaismojums palielinās. Ikvienam patīk redzēt, kā gaismas diodes automātiski ieslēdzas un izslēdzas. Es teicu vecākiem, ka dažādās nodarbības ievietošu tiešsaistē (un es atpaliku dažus mēnešus no o_O), tāpēc šeit es eju ar pirmo! Ceru, ka jums patiks mana pamācība par GoodNightLight.

1. darbība: fotorezistors vai no gaismas atkarīgs rezistors (LDR)

Fotorezistors ir vienkārša sastāvdaļa, kas maina pretestību ar krītošu gaismu. Rezistorā ir gaismjutīgi materiāli, kas izraisa materiāla pretestības samazināšanos, palielinoties gaismai (vairāk gaismas). Un otrādi, materiāla pretestība palielinās, samazinoties gaismai (kļūst tumšāka). Fotosensors ir atbildīgs par apkārtējās gaismas izmaiņu noteikšanu, kas iedarbinās nakts gaismu. Jūtieties brīvi izmērīt fotorezistora pretestību ar multimetru, lai redzētu, kā mainās tā pretestība, kad ar pirkstu vai citu necaurspīdīgu priekšmetu pārklājat un atklājat fotorezistoru.

2. solis: sprieguma dalītājs

Sprieguma dalītājs ir vienkāršs savienojuma veids ar pretestības devēju, kas ir sastāvdaļa, kas pārveido vienu enerģijas veidu pretestībā. Šajā ķēdē mūsu pretestības devējs ir mūsu fotorezistors. Sprieguma dalītāju veido divi secīgi rezistori (savienoti viens pēc otra). Sprieguma avots, tāpat kā akumulators, ir pievienots vienam no dalītāja rezistoriem, bet otrs - zemei. Sprieguma dalītāja vienādojums ir šāds: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

Kā redzam no vienādojuma, R1 un R2 tieši nosaka sprieguma dalītāja izeju. Izpētot vienādojumu mazliet tālāk, mēs redzam, ka, palielinoties R2, Vout pietuvinās Vinam. Iepriekšējā solī mēs minējām, ka fotorezistora pretestība palielinās, samazinoties apkārtējai gaismai. Mēs novietojam mūsu fotorezistoru šī sprieguma dalītāja pozīcijā R2.

3. darbība: salīdzinājuma un izvades gaismas diode

Salīdzinātājs ir vienkārša shēma, kas salīdzina divus spriegumus. Ja spriegums pie neinvertējošas ieejas (op pastiprinātāja ieeja ar "+" zīmi) ir lielāks par spriegumu pie invertējošās ieejas (op pastiprinātāja ieeja ar "-" zīmi), salīdzinātājs ieslēgs LED. Ja ir pretēji, salīdzinājuma izeja izslēgs LED. Ja iepriekš neesat izmantojis gaismas diodes, ziniet, ka tās iedegas, kad caur tām tiek izvadīta neliela strāva. Uzziniet vairāk par gaismas diodēm no šī lieliskā Instructable.

Salīdzinājumam mēs izmantosim LM324 pastiprinātāju. LM324 ir četrkāršs pastiprinātājs, kas nozīmē, ka tam ir 4 pastiprinātāji, kas iebūvēti vienā iepakojumā. Mums būs nepieciešams tikai viens no 4 pastiprinātājiem. Pievienojiet LM324 vadu, kā parādīts shēmā.

4. solis: secinājumi un galīgās domas

Šajā pamācībā esmu demonstrējis vienkāršu gaismas diodes ieslēgšanu ar mainīgu apkārtējās gaismas daudzumu. Lūdzu, izmantojiet savu radošumu, lai to pārvērstu par īstu “naktsgaismu”.

5. darbība: problēmu novēršana

1. Šajā pamācībā es ieteicu sērijveidā pievienot 10k rezistoru ar savu fotorezistoru. Atkarībā no jūsu fotorezistora "nominālās" pretestības, iespējams, būs jāmaina 10k rezistors uz kaut ko citu. Es ieteiktu izmērīt fotorezistora pretestību ar savu multimetru, kad jūsu fotorezistors ir pakļauts apkārtējai videi un kad sensoru aizsedz kāds svešķermenis. Jūs vēlaties izvēlēties sērijas rezistoru, kas ir lielāks par fotorezistora pretestību, kad tas tiek pakļauts apkārtējai gaismai, bet mazāks par fotorezistora pretestību, kad tas ir aizsegts. Piemēram, manis izmantotajam fotorezistoram tā pretestība apkārtējās gaismas ietekmē bija aptuveni 8k. Kad es ar pirkstu pārklāju fotorezistoru, tā pretestība palielinājās līdz 48 k.

2. Pārliecinieties, ka sprieguma dalītāji ir pievienoti pareizajam op pastiprinātāja ieejai. Pievērsiet uzmanību savienojumiem 3. darbībā.

3. Uzmanieties no gaismas diodes polaritātes. Īsākā kāja ir "negatīva", un tai vajadzētu savienoties ar zemi.