GoodNightLight: lihtne öövalgustus: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Jälgige rohkem autorit:

Teave: Purdue ülikooli magistrant, biomeditsiini insener, elektroonikahuviline, koolitaja, kes üritab natuke õppida inseneriteaduste ja programmeerimise kohta Lisateave ohoileti kohta »

Tere kõigile, ma õpetan talvel keskkooliõpilastele bioinstrumentatsiooni kursust Purdue GERI (Gifted Education Resource Institute) raames. Sellel kursusel tutvustan õpilastele ahelate põhitõdesid ja seda, kuidas me kasutame ahelaid biomeditsiinitehnikas. Olen avastanud, et öölamp on hea sissejuhatav ring elektroonika tundma õppivatele õpilastele. See sisaldab mõningaid põhikomponente, nagu takistid ja LED -id. See sisaldab ka vahepealset komponenti, nimelt operatsioonivõimendit ja kasulikku andurit, nimelt fototakisti. Vooluahela mehhanism näitab õpilastele, kuidas saame kasutada vooluahelaid välismaailmaga suhtlemiseks ja mingisuguse väljundi tootmiseks. Sel juhul lülitub öövalgus sisse, kui ümbritseva valguse tase väheneb, ja kustub, kui ümbritseva valguse tase suureneb. Kõigile meeldib näha, kuidas LED -id automaatselt sisse ja välja lülituvad. Ütlesin vanematele, et panen erinevad tunnid veebis üles (ja olen o_O -st paar kuud maas), nii et siin ma lähen esimesega! Loodan, et teile meeldib minu juhendamine GoodNightLight jaoks.

Samm: fototakisti või valgusest sõltuv takisti (LDR)

Fototakisti on lihtne komponent, mis muudab langeva valgusega vastupanu. Takisti sisaldab valgustundlikke materjale, mis põhjustavad materjali vastupidavuse vähenemist suureneva valgusega (rohkem valgust). Vastupidi, materjali vastupidavus suureneb valguse vähenedes (muutub tumedamaks). Fotosensor vastutab ümbritseva valguse muutuste tuvastamise eest, mis käivitab öövalguse. Mõõtke julgelt fototakisti takistust multimeetriga, et näha, kuidas selle takistus muutub, kui katate ja avate fototakisti sõrme või muu läbipaistmatu esemega.

2. samm: pingejagur

Pingejagur on lihtne moodus liituda takistusliku anduriga, mis on komponent, mis teisendab ühe energiavormi takistuseks. Selles vooluringis on meie takistusmuundur meie fototakisti. Pingejagur koosneb kahest järjestikku ühendatud takistist (üksteise järel ühendatud). Pingeallikas, nagu aku, on ühendatud jaoturi ühe takistiga ja teine takisti maandusega. Pingejaguri võrrand on järgmine: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

Nagu näeme võrrandist, määravad R1 ja R2 otseselt pingejaguri väljundi. Võrrandit veidi lähemalt uurides näeme, et R2 suurenedes jõuab Vout Vinile lähemale. Me mainisime oma eelmises etapis, et fototakisti takistus suureneb ümbritseva valguse vähenedes. Asetame oma fototakisti selle pingejaguri asendisse R2.

3. samm: võrdlus- ja väljund -LED

Võrdlus on lihtne vooluahel, mis võrdleb kahte pinget. Kui pinge mitteinverteerivas sisendis (op-võimendi sisend "+" märgiga) on suurem kui pinge inverteerivas sisendis (op-võimendi sisend "-" märgiga), siis väljund võrdleja lülitab LED -i sisse. Kui on vastupidi, lülitab komparaatori väljund LED -i välja. Kui te pole LED -e varem kasutanud, siis teadke, et need süttivad, kui neid läbib väike vool. Lisateavet LED -ide kohta leiate sellest suurepärasest juhendist.

Võrdluseks kasutame võimendit LM324. LM324 on neljavõimendi, mis tähendab, et sellel on 4 võimendit, mis on ehitatud ühte paketti. Meil on vaja ainult ühte neljast võimendist. Ühendage LM324 juhtmega, nagu on näidatud skemaatiliselt.

4. samm: järeldused ja lõplikud mõtted

Selles juhendis olen demonstreerinud lihtsalt LED -i sisselülitamist muutuva ümbritseva valgusega. Palun kasutage oma loovust, et muuta see tõeliseks "öövalguseks".

Samm: tõrkeotsing

1. Selles juhendis soovitasin lisada 10k takisti järjestikku koos teie fototakistiga. Sõltuvalt teie fototakisti "nominaalsest" takistusest peate võib -olla muutma 10k takisti millekski muuks. Soovitan mõõta fototakisti takistust oma multimeetriga, kui teie fototakisti puutub kokku ümbritseva keskkonnaga ja kui andur on mõne võõrkehaga kaetud. Soovite valida seeriatakisti, mis on suurem kui fototakisti takistus ümbritseva valguse käes, kuid väiksem kui fototakisti takistus, kui see on kaetud. Näiteks minu kasutatud fototakisti puhul oli selle vastupidavus ümbritsevale valgusele umbes 8k. Kui katsin fototakisti sõrmega, suurenes selle takistus 48k -ni.

2. Veenduge, et ühendate pingejagurid võimendi õigete sisenditega. Pöörake suurt tähelepanu ühendustele 3. sammus.

3. Olge LED -i polaarsuse suhtes ettevaatlik. Lühem jalg on "negatiivne" ja peaks ühenduma maapinnaga.