Éjszakai fény mozgás és sötétség érzékelés - nincs mikro: 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Ez az oktatóanyag arról szól, hogy megakadályozza, hogy a lábujját eltörje, amikor sötét szobában sétál. Mondhatnánk, hogy a saját biztonsága érdekében, ha éjszaka felkel, és biztonságosan megpróbálja elérni az ajtót. Természetesen használhat éjjeli lámpát vagy a fő lámpákat, mert közvetlenül melletted van egy kapcsoló, de mennyire kényelmes, hogy elkápráztassa a szemét egy 60 W -os izzóval, amikor éppen felébredt?

Egy LED szalagról van szó, amelyet az ágya alá szerel, amelyet két érzékelő irányít, amelyek érzékelik a mozgást és a sötétséget a szobában. Alacsony teljesítményen és fényerővel fog működni, hogy nagyon kellemes fényt biztosítson éjszaka. Lehetőség van a fényerő-küszöb szabályozására is, hogy minden környezetben megfelelő legyen. A projekt végrehajtásához nincs szükség mikrokontrollerre. Ez csökkenti a szükséges összetevők számát és összetettségét. Ezenkívül meglehetősen egyszerű feladat, ha már rendelkezik bizonyos ismeretekkel az elektronikai hardver áramkörökről.

1. lépés: A funkció elve és összetevői

Ennek a lámpának az alapvető működési elve az, hogy két Mosfet van sorban LED -del. A Mosfeteket, amelyeknek logikai szintű típusnak kell lenniük - magyarázat később - két különböző alkör kapcsolja be, amelyek közül az egyik a sötétségre, a másik a mozgásra reagál. Ha csak az egyiket érzékeli, csak az egyik tranzisztor van bekapcsolva, a másik pedig továbbra is blokkolja a LED -en keresztül áramló áramot. Ez a kombináció elengedhetetlen, mivel akkor pazarolja az akkumulátor energiáját, ha nappal aktiválja a fényt, vagy éjszaka nincs mozgás. Az alkatrészeket és a kapcsolót úgy választották meg, hogy Ön képes legyen optimalizálni a paramétereket saját helyéhez és az ottani feltételekhez.

Ezenkívül egy házat 3D-ben nyomtattak, hogy illeszkedjen az alkatrészekhez, ami nem igazán szükséges funkcionális okokból, de gyakorlati célja van.

FRISSÍTÉS: A ház új verzióját a bejegyzés közzététele után tervezték. A 3D nyomtatott ház mostantól a LED-eket is tartalmazza, így ez egy "teljes az egyben" megoldás. A bejegyzés (új modell) bemutatásából származó képek eltérnek a "Tápellátás és ház" 7. lépésben (régi modell) láthatóktól

Darabjegyzékben:

4x 1.5V elemek 1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm fix ellenállás (R1) 1x 100 kOhm potenciométer 1x 100 kOhm fix ellenállás (R2) 1x TS393CD - kettős feszültségű összehasonlító 1x HC -SR501 - PIR mozgásérzékelő 1x 2 kOhm fix ellenállás (R6) 2x 220 Ohm fix ellenállás (R3 és R4) 2x IRLZ34N n-csatornás Mosfet

2. lépés: A fényerő érzékelése

A helyiség fényességének érzékeléséhez fényfüggő ellenállást (LDR) használtam. Létrehoztam egy feszültségosztót 1MOhm fix ellenállással. Erre azért van szükség, mert sötétben az LDR ellenállása hasonló nagyságrendeket ér el. Az LDR feszültségcsökkenése arányos a „sötétséggel”.

3. lépés: A sötétítési küszöb referenciafeszültségének beállítása

Az éjszakai fény akkor világít, ha a sötétség egy bizonyos küszöbét túllépik. Az LDR feszültségosztó kimenetét egy bizonyos referenciával kell összehasonlítani. Ebből a célból egy második feszültségosztót használnak. Az egyik ellenállása egy potenciométer. Ez módosítja a küszöbfeszültséget (a sötétséggel arányos). A potenciométer (R_pot) maximális ellenállása 100 kOhm. A rögzített ellenállás (R2) szintén 100 kOhm.

4. lépés: Fényerő -függő kapcsoló

A két leírt feszültségosztó feszültsége a műveleti erősítőbe kerül. Az LDR jel az invertáló bemenethez, a referenciajel pedig a nem invertáló bemenethez van csatlakoztatva. Az OpAmp nem rendelkezik visszacsatolási hurokkal, ami azt jelenti, hogy 10E+05 -nél nagyobb mértékben erősíti a két bemenet különbségét, és így összehasonlító eszközként működik. Ha az invertáló bemenet feszültsége magasabb, mint a másiké, akkor a kimeneti csap a felső sínhez (Vcc) csatlakozik, és így bekapcsolja a Mosfet Q1 -et. Az ellenkező esetben földpotenciál keletkezik az összehasonlító kimeneti csapnál, amely kikapcsolja a Mosfetet. Valójában van egy kis régió, ahol az összehasonlító a GND és a Vcc között ad ki valamit. Ez akkor fordul elő, ha mindkét feszültség közel azonos értékű. Ez a régió hatással lehet arra, hogy a LED -ek kevésbé világítanak.

A választott TS393 OpAmp kettős feszültségű összehasonlító. Más alkalmas és esetleg olcsóbb is használható. A TS393 csak egy régi projekt maradványa volt.

5. lépés: Mozgásérzékelés

A HC-SR501 passzív infravörös érzékelő itt nagyon egyszerű megoldás. Van rajta egy mikrokontroller, amely valóban felismeri. Két tűvel rendelkezik (Vcc és GND) és egy kimeneti tűvel. A kimeneti feszültség 3,3 V, miért kellett a logikai szintű Mosfet típust használni. A logikai szintű típus biztosítja, hogy a Mosfet telítettségi tartományában csak 3,3 V feszültséggel működjön. A PIR érzékelő több piroelektromos elemből áll, amelyek feszültségváltozással reagálnak például az emberi test által továbbított infravörös sugárzásra. Ez azt is jelenti, hogy észlelhet olyan dolgokat, mint a hideg melegítő rádiók, amelyeket elönt a forró víz. Ellenőrizze a környezeti körülményeket, és ennek megfelelően válassza ki az érzékelő tájolását. A megfigyelési szög 120 °. Két trimmerrel rendelkezik, amelyekkel növelheti az érzékenységet és a késleltetési időt. Az érzékenység megváltoztatásával növelheti a megfigyelni kívánt terület tartományát. A késleltető trimmer segítségével beállítható az az idő, amelyre az érzékelő logikai magas szintet ad ki.

A bekötési rajz végső változatában látható, hogy az érzékelők kimenete és a Q2 kapuja között sorban van egy ellenállás, amely korlátozza az érzékelőből vett áramot (R4 = 220 Ohm).

6. lépés: Elektronikai összeszerelés

Az egyes komponensek működésének megértése után az egész áramkör felépíthető. Ezt először kenyérsütőn kell megtenni! Ha az áramkörre szereli, akkor bonyolultabb lesz az áramkör cseréje vagy optimalizálása. Valójában az áramköri lapomról látható, hogy némi átdolgozást végeztem, és így egy kicsit rendetlennek tűnik.

Az összehasonlító kimenetet fel kell szerelni egy R6 felhúzó ellenállással (2 kOhm) - ha más összehasonlítót használ, akkor ellenőrizze az adatlapot. Egy további R3 ellenállást helyezünk el a komparátor és a Mosfet Q1 között ugyanazon okból, mint amit a PIR esetében leírtunk. Az R5 ellenállás a LED -től függ. Ebben az esetben egy rövid darab LED csíkot használtak. A LED -ek és az R5 ellenállás már beépítve vannak. Így az én esetemben az R5 nincs összeszerelve.

7. lépés: Tápegység és ház

FRISSÍTÉS: A bejegyzés elején látható ház újratervezés. Ezt azért tették, hogy teljes legyen az egyben megoldás. A LED -ek belülről "átlátszó" műanyag rétegen keresztül ragyognak. Ha ez nem vonatkozik Önre, akkor az első prototípus első koncepciója itt látható ebben a lépésben. (Ha érdekel az új dizájn, azt is csatolhatom)

Mint korábban említettük, négy AAA 1,5 V -os elem táplálja a rendszert. Valójában kellemesebb lehet, ha egy 9 V -os elemet használ, és feszültségszabályozót helyez az egész áramkör elé. Ekkor nem kell háromdimenziós nyomtatást is végezni az akkumulátorházról, amely kábelcsatlakozókkal csatlakozik az akkumulátorokhoz.

A ház az első egyszerű prototípus, és van néhány lyuk az érzékelők számára. A legelső képen látható a nagy lyuk elöl a mozgásérzékelő számára és a bal felső lyuk az LDR számára. A LED -szalagnak a házon kívül kell lennie, ugyanolyan távolságra tőle, mint ami befolyásolhatja az LDR -t.