A GoodNightLight: Egyszerű éjszakai fényáramkör: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Kövesse a szerző további információit:

Névjegy: A Purdue Egyetem végzős hallgatója, orvosorvosi mérnök, elektronikai rajongó, oktató, megpróbál egy kicsit tanulni a mérnöki tudásról és a programozásról További információ az ohoilettről »

Sziasztok, télen Bioinstrumentation tanfolyamot tartok középiskolás diákoknak a Purdue GERI (Gifted Education Resource Institute) keretében. Ezen a tanfolyamon megismertetem a hallgatókat az áramkörök alapjaival és azzal, hogyan használjuk az áramköröket az orvosbiológiában. Azt tapasztaltam, hogy az éjszakai lámpa jó bevezető áramkör azoknak a diákoknak, akik elektronikát tanulnak. Néhány alapvető összetevőt tartalmaz, például ellenállásokat és LED -eket. Tartalmaz egy köztes komponenst is, nevezetesen a műveleti erősítőt és egy hasznos érzékelőt, nevezetesen egy fényellenállást. Az áramkör mechanizmusa megmutatja a diákoknak, hogyan használhatjuk az áramköröket a külvilággal való interakcióhoz és valamilyen kimenet létrehozásához. Ebben az esetben az éjszakai fény akkor kapcsol be, amikor a környezeti fényerő csökken, és kialszik, ha a környezeti fény szintje nő. Mindenki szereti látni a LED -ek automatikus be- és kikapcsolását. Mondtam a szülőknek, hogy a különböző leckéket közzé fogom tenni az interneten (és néhány hónappal le vagyok maradva o_O -tól), szóval itt vagyok az elsővel! Remélem, élvezni fogja az Instructable for the GoodNightLight programot.

1. lépés: Fotorezisztor vagy fényfüggő ellenállás (LDR)

A fotorezisztor egy egyszerű alkatrész, amely a beeső fény hatására megváltoztatja az ellenállást. Az ellenállás fényérzékeny anyagokat tartalmaz, amelyek hatására az anyag ellenállása csökken a megnövekedett fény hatására (több fény). Ezzel szemben az anyag ellenállása a fény csökkenésével nő (sötétebb lesz). A fényérzékelő felelős a környezeti fényben bekövetkező változások észleléséért, amely aktiválja az éjszakai fényt. Nyugodtan mérje meg a fényellenállás ellenállását multiméterrel, hogy lássa, hogyan változik az ellenállása, amikor az ujjával vagy más átlátszatlan tárggyal lefedi és feltárja a fényellenállást.

2. lépés: Feszültségosztó

A feszültségosztó egy egyszerű módja annak, hogy kapcsolatba lépjen egy rezisztív jelátalakítóval, amely egy olyan komponens, amely az energia egy formáját ellenállássá alakítja át. Ebben az áramkörben a rezisztív jelátalakítónk a fényellenállásunk. A feszültségosztó két soros ellenállásból áll (egymás után csatlakoztatva). A feszültségforrás, mint az akkumulátor, az osztó egyik ellenállásához, a másik ellenállás pedig a földhöz van csatlakoztatva. A feszültségosztó egyenlete a következő: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

Amint az egyenletből láthatjuk, R1 és R2 közvetlenül meghatározza a feszültségosztó kimenetét. Az egyenletet egy kicsit tovább vizsgálva azt látjuk, hogy az R2 növekedésével Vout közelebb kerül Vinhez. Korábbi lépésünkben említettük, hogy a fényellenállás ellenállása a környezeti fény csökkenésével nő. A fényellenállást ennek a feszültségosztónak az R2 helyzetébe helyezzük.

3. lépés: Összehasonlító és kimeneti LED

Az összehasonlító egy egyszerű áramkör, amely két feszültséget hasonlít össze. Ha a feszültség a nem invertáló bemeneten (az op erősítő bemenete "+" előjellel) nagyobb, mint az invertáló bemenet feszültsége (az op erősítő bemenete "-" jellel), a kimenet a komparátor bekapcsolja a LED -et. Ha az ellenkezője igaz, akkor az összehasonlító kimenete kikapcsolja a LED -et. Ha még nem használta a LED -eket, ne feledje, hogy akkor világítanak, ha kis áram folyik át rajtuk. Tudjon meg többet a LED -ekről erről a kiváló Instructable -ről.

Összehasonlítónkhoz LM324 erősítőt használunk. Az LM324 egy négyerősítő, ami azt jelenti, hogy 4 erősítőt tartalmaz egyetlen csomagban. A 4 erősítő közül csak az egyikre lesz szükségünk. Csatlakoztassa az LM324 -et a vázlat szerint.

4. lépés: Következtetések és utolsó gondolatok

Ebben az utasításban leegyszerűsítettem a LED bekapcsolását, változó mennyiségű környezeti fény mellett. Kérjük, használja kreativitását, hogy valódi "éjszakai fényké" váljon.

5. lépés: Hibaelhárítás

1. Ebben az utasításban azt javasoltam, hogy egy 10 k -es ellenállást adjon sorba a fotorezisztorával. A fényellenállás "névleges" ellenállásától függően előfordulhat, hogy a 10k -os ellenállást valami másra kell cserélnie. Azt javaslom, hogy mérje meg a fényellenállás ellenállását a multiméterével, amikor a fényellenállása környezeti hatásoknak van kitéve, és amikor az érzékelőt valamilyen idegen tárgy eltakarja. Olyan soros ellenállást szeretne választani, amely nagyobb, mint a fényellenállás ellenállása, ha környezeti fénynek van kitéve, de kisebb, mint a fotorezisztor ellenállása, ha le van fedve. Például az általam használt fotorezisztor ellenállása környezeti fény hatására 8k körül volt. Amikor az ujjammal letakartam a fényellenállást, az ellenállása 48 ezerre nőtt.

2. Győződjön meg arról, hogy a feszültségosztókat az op erősítő megfelelő bemeneteire csatlakoztatja. Különös figyelmet kell fordítani a csatlakozásokra a 3. lépésben.

3. Ügyeljen a LED polaritására. A rövidebb láb "negatív", és a földhöz kell csatlakoznia.