Öövalguse liikumise ja pimeduse tuvastamine - puudub mikro: 7 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:45

See juhend on mõeldud selleks, et vältida pimedas ruumis kõndides varba torkeid. Võiks öelda, et see on teie enda turvalisuse huvides, kui ärkate öösel üles ja proovite ohutult ukseni jõuda. Loomulikult võiksite kasutada öölampi või põhitulesid, sest teie kõrval on lüliti, aga kui mugav see on, et äsja ärgates silmi pimestada 60W lambipirniga?

See puudutab voodi alla paigaldatavat LED-riba, mida juhivad kaks andurit, mis tuvastavad teie toas liikumise ja pimeduse. See töötab väikese võimsuse ja heledusega, et pakkuda öösel väga meeldivat valgust. Samuti on võimalik reguleerida heledusläve, et see sobiks igasse keskkonda. Selle projekti läbiviimiseks pole vaja mikrokontrollerit. See vähendab vajalike komponentide arvu ja keerukust. Lisaks on see üsna lihtne ülesanne, kui teil on juba mõningaid teadmisi elektroonika riistvaralistest vooluringidest.

1. samm: funktsiooni põhimõte ja komponendid

Selle valguse põhiprintsiip on see, et sellel on kaks Mosfeti järjestikku koos LED -iga. Mosfetid, mis peavad olema loogilise taseme tüüpi - selgitus hiljem - on sisse lülitatud kahe erineva ahelaga, millest üks reageerib pimedusele ja teine liikumisele. Kui ainult üks neist on tajutav, lülitatakse sisse ainult üks transistor ja teine blokeerib endiselt LED -i kaudu voolu. See kombinatsioon on hädavajalik, kuna te raiskaksite akut, kui lülitate valguse sisse päeval või ilma öise liikumiseta. Komponendid ja vooluring olid valitud viisil, mis võimaldab teil optimeerida parameetreid oma asukoha ja seal olevate tingimuste jaoks.

Lisaks trükiti korpusesse kolmemõõtmeline korpus, et see komponentidesse sobiks, mis pole funktsionaalsuse kaalutlustel tegelikult vajalik, kuid millel on praktiline eesmärk.

UPDATE: Pärast selle postituse avaldamist loodi korpuse uus versioon. 3D-prinditud korpus sisaldab nüüd ka LED-e, mis teeb sellest "tervik-ühes" lahenduse. Selle postituse (uus mudel) tutvustuse pildid erinevad sammus 7 "Toiteallikas ja korpus" (vana mudel) toodud piltidest

Materjalide nimekiri:

4x 1,5 V patareid 1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm fikseeritud takisti (R1) 1x 100 kOhm potentsiomeeter 1x 100 kOhm fikseeritud takisti (R2) 1x TS393CD - kahepinge võrdlus 1x HC -SR501 - PIR liikumisandur 1x 2 kOhm fikseeritud takisti (R6) 2x 220 Ohm fikseeritud takisti (R3 & R4) 2x IRLZ34N n-kanaliga Mosfet

2. samm: heleduse tuvastamine

Ruumi heleduse tajumiseks kasutasin valgust sõltuvat takisti (LDR). Lõin pingejaguri 1MOhm fikseeritud takistiga. See on vajalik, sest pimedas saavutab LDR -i takistus sarnase suuruse. Pingelangus LDR -is on võrdeline pimedusega.

3. samm: pimedusläve võrdluspinge seadistamine

Öövalgus särab, kui teatud pimeduslävi on ületatud. LDR -i pingejaguri väljundit tuleb võrrelda teatud viitega. Sel eesmärgil kasutatakse teist pingejaoturit. Üks selle takistustest on potentsiomeeter. See muudab lävipinget (pimedusega proportsionaalset) muudetavaks. Potentsiomeetri (R_pot) maksimaalne takistus on 100 kOhm. Fikseeritud takisti (R2) on samuti 100 kOhm.

Samm: heledusest sõltuv lüliti

Kahe kirjeldatud pingejaguri pinged sisestatakse operatsioonivõimendisse. LDR-signaal on ühendatud inverteeriva sisendiga ja võrdlussignaal mitte-inverteeriva sisendiga. OpAmpil ei ole tagasisideahelat, mis tähendab, et see võimendab kahe sisendi erinevust suurusjärguga üle 10E+05 ja toimib seega võrdlusena. Kui inverteeriva sisendi pinge on teisega võrreldes kõrgem, ühendab see oma väljundtihvti ülemise rööpaga (Vcc) ja lülitab seega Mosfet Q1 sisse. Vastupidine juhtum tekitab võrdlusväljundi tihvti juures maapinna potentsiaali, mis lülitab Mosfeti välja. Tegelikult on väike piirkond, kus võrdleja väljastab midagi GND ja Vcc vahel. See juhtub siis, kui mõlemad pinged on peaaegu sama väärtusega. Sellel piirkonnal võib olla mõju, mis muudab LED -id vähem eredaks.

Valitud TS393 OpAmp on kahepingeline võrdlus. Võib kasutada ka teisi sobivaid ja võib -olla odavamaid. TS393 oli lihtsalt vana projekti jääk.

5. samm: liikumistuvastus

Passiivne infrapunaandur HC-SR501 on siin väga lihtne lahendus. Sellel on mikrokontroller, mis seda tegelikult tuvastab. Sellel on kaks toiteallikat (Vcc ja GND) ja üks väljundnõel. Väljundpinge on 3.3V, miks tegelikult pidin kasutama loogilise taseme Mosfeti tüüpi. Loogika taseme tüüp tagab, et Mosfet töötab oma küllastuspiirkonnas ainult 3,3 V -ga. PIR -andur koosneb mitmest püroelektrilisest elemendist, mis reageerivad pinge muutusega näiteks inimkeha edastatavale infrapunakiirgusele. See tähendab ka seda, et see võib tuvastada selliseid asju nagu külma kütteradiaatorid, mis on kuuma veega üle ujutatud. Peaksite kontrollima keskkonnatingimusi ja valima vastavalt anduri suuna. Vaatenurk on piiratud 120 ° -ga. Sellel on kaks trimmerit, mida saate kasutada tundlikkuse ja viivitusaja suurendamiseks. Saate muuta tundlikkust, et suurendada jälgitava ala ulatust. Viivitrimmeriga saab reguleerida aega, mille jooksul andur annab loogilise kõrge taseme.

Ühendusskeemi lõplikus versioonis näete, et andurite väljundi ja Q2 värava vahel on järjestikku takisti, mis piirab andurilt võetud voolu (R4 = 220 oomi).

6. samm: elektroonika kokkupanek

Pärast iga komponendi funktsionaalsuse mõistmist saab kogu vooluahela üles ehitada. Seda tuleks teha kõigepealt leivaplaadil! Kui alustate selle trükkplaadile kokkupanekuga, on ahelat hiljem keerulisem muuta või optimeerida. Tegelikult näete minu trükkplaadi pildilt, et tegin mõningaid ümbertegemisi ja seega tundub see pisut räpane.

Võrdlusväljund peab olema varustatud tõmbetakistiga R6 (2 kOhm) - kui kasutate muud võrdlusvahendit, kontrollige kindlasti andmelehte. Täiendav takisti R3 asetatakse võrdlusseadme ja Mosfet Q1 vahele samal põhjusel, nagu on kirjeldatud PIR -i jaoks. Takistus R5 sõltub teie LED -ist. Sel juhul kasutati lühikest LED -riba. Sellel on LED -id ja takisti R5 juba sisse ehitatud. Seega minu puhul pole R5 kokku pandud.

Samm: toiteallikas ja korpus

UPDATE: Selle postituse alguses näidatud korpus on ümberkujundamine. Seda tehti selleks, et saada terviklahendus. LED -id säravad seestpoolt läbi "läbipaistva" plastkihi. Kui see teie jaoks ei kehti, kuvatakse siin selles etapis esimese prototüübi esimene kontseptsioon. (Kui uue kujunduse vastu on huvi, võin selle ka lisada)

Nagu varem mainitud, töötab süsteemis neli AAA 1,5 V patareid. Tegelikult võib teile meeldivam olla kasutada ühte 9 V akut ja panna pingeregulaator kogu vooluahela ette. Siis ei pea te ka 3D-printima patareikorpust, mis ühendatakse patareidega kaabliklemmide abil.

Korpus on esimene lihtne prototüüp ja sellel on andurite jaoks mõned augud. Esimesel pildil näete suurt ava liikumisanduri ees ja vasakut ülemist ava LDR jaoks. LED -riba peaks asuma korpusest väljaspool, sama kaugusel sellest, kuna see võib mõjutada LDR -i.