Noćno osvjetljenje kretanja i tame - bez mikro: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Ova uputa sprečava vas da zabodete nožni prst pri hodanju kroz mračnu prostoriju. Mogli biste reći da je to zbog vaše vlastite sigurnosti ako ustanete noću i pokušate sigurno doći do vrata. Naravno da biste mogli koristiti noćnu svjetiljku ili glavna svjetla jer imate prekidač pokraj sebe, ali koliko je ugodno zaslijepiti oči žaruljom od 60 W kad ste se tek probudili?

Riječ je o LED traci koju montirate ispod kreveta kojom upravljaju dva senzora koji detektiraju kretanje i razinu mraka u vašoj sobi. Radit će pri maloj snazi i svjetlini kako bi osigurao vrlo ugodno svjetlo noću. Postoji i mogućnost kontrole praga svjetline kako bi bio prikladan za svako okruženje. Za provođenje ovog projekta nije potreban mikrokontroler. To smanjuje broj potrebnih komponenti i složenost. Nadalje, vrlo je jednostavan zadatak ako već imate određeno znanje o elektroničkim sklopovima elektronike.

Korak 1: Princip rada i komponente

Osnovni princip rada ovog svjetla je da ima dva Mosfeta u nizu sa LED diodom. Mosfeti, koji moraju biti logičke razine - objašnjenje kasnije - uključuju se s dva različita podkruga od kojih jedan reagira na mrak, a drugi na kretanje. Ako se osjeti samo jedan od njih, uključen je samo jedan tranzistor, a drugi još uvijek blokira protok struje kroz LED. Ova je kombinacija vrlo bitna jer biste potrošili bateriju ako svjetlo aktivirate danju ili bez kretanja noću. Komponente i sklop su odabrani na način da možete optimizirati parametre za svoju lokaciju i tamošnje uvjete.

Nadalje, kućište je 3-D tiskano da stane u komponente, što zapravo nije potrebno iz funkcionalnih razloga, ali ima praktičnu svrhu.

AŽURIRANJE: Nova verzija kućišta dizajnirana je nakon što sam objavio ovaj post. Kućište s 3D printom sada sadrži i LED diode što ga čini rješenjem "sve u jednom". Slike s predstavljanja ovog posta (novi model) razlikuju se od onih u koraku 7 "Napajanje i kućište" (stari model)

Opis materijala:

4x 1,5V baterije1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm fiksni otpornik (R1) 1x 100 kOhm potenciometar 1x 100 kOhm fiksni otpornik (R2) 1x TS393CD - dvonaponski usporednik1x HC -SR501 - PIR osjetnik pokreta 1x 2 kOhm fiksni otpornik (R6) 2x 220 Ohm fiksni otpornik (R3 & R4) 2x IRLZ34N n-kanalni Mosfet4x kabelski ulošci flat4x kabelski ulošci (suprotni dio)

Korak 2: Osjetite svjetlinu

Da bih osjetio svjetlinu prostorije, upotrijebio sam otpornik ovisan o svjetlu (LDR). Napravio sam razdjelnik napona s 1MOhm fiksnim otpornikom. To je potrebno jer u mraku otpor LDR doseže slične veličine. Pad napona na LDR -u proporcionalan je 'mraku'.

Korak 3: Postavljanje referentnog napona za prag tame

Noćno svjetlo zasjat će kad se prekorači određeni prag tame. Izlaz LDR razdjelnika napona treba usporediti s određenom referencom. U tu se svrhu koristi drugi razdjelnik napona. Jedan od njegovih otpora je potenciometar. To čini prag napona (proporcionalan tami) promjenjivim. Potenciometar (R_pot) ima maksimalni otpor od 100 kOhm. Fiksni otpornik (R2) je također 100 kOhm.

Korak 4: Prekidač ovisan o svjetlini

Napon dva opisana razdjelnika napona dovodi se u operativno pojačalo. LDR signal je spojen na invertirajući ulaz, a referentni signal na neinvertirajući ulaz. OpAmp nema povratnu spregu, što znači da će pojačati razliku dva ulaza za magnitude veće od 10E+05 i na taj način djelovati kao usporednik. Ako je napon na invertirajućem ulazu veći u odnosu na drugi, spojit će svoj izlazni pin s gornjom tračnicom (Vcc) i time uključiti Mosfet Q1. Suprotni slučaj će proizvesti potencijal uzemljenja na izlaznom pinu komparatora koji isključuje Mosfet. Zapravo postoji mala regija u kojoj će usporednik ispisati nešto između GND i Vcc. To se događa kada su oba napona gotovo iste vrijednosti. Ovo područje bi moglo utjecati na smanjenje LED svjetla.

Odabrani TS393 OpAmp dvostruki je naponski usporednik. Mogu se koristiti i drugi prikladni, a možda i jeftiniji. TS393 samo je ostatak starog projekta.

Korak 5: Otkrivanje pokreta

HC-SR501 pasivni infracrveni senzor ovdje je vrlo jednostavno rješenje. Na njemu je ugrađen mikrokontroler koji zapravo otkriva. Ima dva pina za napajanje (Vcc i GND) i jedan izlazni pin. Izlazni napon je 3.3V zašto sam zapravo morao koristiti Mosfet tip logičke razine. Tip logičke razine osigurava da se Mosfet pokreće u svom području zasićenja sa samo 3,3 V. PIR senzor sastoji se od nekoliko piroelektričnih elemenata koji na promjenu napona reagiraju na infracrveno zračenje koje, na primjer, prenose ljudska tijela. To također znači da bi mogao otkriti stvari poput radijatora za hladno grijanje koji su preplavljeni toplom vodom. Trebali biste provjeriti okolinske okolnosti i prema tome odabrati orijentaciju senzora. Kut promatranja ograničen je na 120 °. Ima dva trimera koje možete koristiti za povećanje osjetljivosti i vrijeme odgode. Možete promijeniti osjetljivost kako biste povećali raspon područja koje želite promatrati. Trimer za odgodu može se koristiti za podešavanje vremena za koje senzor emitira logičku visoku razinu.

U konačnoj verziji sheme ožičenja možete vidjeti da između izlaza senzora i vrata Q2 postoji serijski otpornik koji ograničava struju izvučenu iz senzora (R4 = 220 Ohma).

Korak 6: Montaža elektronike

Nakon razumijevanja funkcionalnosti svake komponente, može se izgraditi cijeli krug. To bi prvo trebalo biti učinjeno na ploči! Ako ga počnete sastavljati na pločici, kasnije će biti teže promijeniti ili optimizirati krug. Zapravo, sa slike moje ploče možete vidjeti da sam malo preradio i stoga izgleda pomalo neuredno.

Izlaz komparatora mora biti opremljen pull -up otpornikom R6 (2 kOhm) - ako koristite drugi usporednik, provjerite podatkovnu tablicu. Dodatni otpornik R3 postavljen je između komparatora i Mosfeta Q1 iz istog razloga kao što je opisano za PIR. Otpor R5 ovisi o vašoj LED diodi. U ovom slučaju korišten je kratki dio LED trake. Ima LED diode kao i otpornik R5 koji su već ugrađeni. Dakle, u mom slučaju R5 nije sastavljen.

Korak 7: Napajanje i stanovanje

AŽURIRANJE: Kućište prikazano na samom početku ovog posta je redizajn. To je učinjeno kako bi se dobilo cjelovito rješenje. LED diode svijetle iznutra kroz "prozirni" plastični sloj. Ako se to ne odnosi na vas, prvi koncept prvog prototipa prikazan je ovdje u ovom koraku. (Ako postoji interes za novi dizajn, mogu ga i priložiti)

Kao što je ranije spomenuto, četiri baterije AAA 1.5V napajat će sustav. Zapravo bi vam bilo ugodnije upotrijebiti jednu bateriju od 9 V i postaviti regulator napona ispred cijelog kruga. Tada također ne morate 3-D ispisivati kućište baterije koje je spojeno na baterije pomoću kabelskih papučica.

Kućište je prvi jednostavan prototip i ima neke rupe za senzore. Na prvoj slici možete vidjeti veliku rupu ispred za senzor pokreta i gornju lijevu rupu za LDR. LED traka treba biti izvan kućišta s istom udaljenošću od nje jer bi mogla utjecati na LDR.