GoodNightLight: jednostavan krug noćnog svjetla: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Autor ohoilettSlijedite Više od autora:

O: Diplomirani student na Sveučilištu Purdue, biomedicinski inženjer, entuzijast elektronike, pedagog, pokušava naučiti nešto o inženjeringu i programiranju Više o ohoilettu »

Bok svima, predajem bioinstrumentacijski tečaj za učenike srednjih škola zimi u sklopu Purdue GERI (Instituta za darovite obrazovne resurse). U ovom tečaju upoznajem studente s osnovama sklopova i načinom na koji koristimo sklopove u biomedicinskom inženjeringu. Otkrio sam da je noćno svjetlo dobar uvod za studente koji uče o elektronici. Sadrži nekoliko osnovnih komponenti poput otpornika i LED dioda. Također uključuje i srednju komponentu, naime operativno pojačalo i koristan senzor, naime fotootpornik. Mehanizam sklopa pokazuje studentima kako možemo koristiti krugove za interakciju s vanjskim svijetom i proizvesti neku vrstu izlaza. U tom se slučaju noćno svjetlo uključuje kada se razina ambijentalnog svjetla smanji i isključuje se kada se povećava razina svjetla u okolini. Svi vole vidjeti kako se LED diode automatski uključuju i isključuju. Rekla sam roditeljima da ću objaviti razne lekcije na internetu (a ja kasnim nekoliko mjeseci o_O) pa evo idem s prvim! Nadam se da ćete uživati u mojoj Instructable za GoodNightLight.

Korak 1: Fotootpornik ili otpornik ovisan o svjetlu (LDR)

Fotootpornik je jednostavna komponenta koja mijenja otpor upadnom svjetlošću. Otpornik sadrži fotoosjetljive materijale koji uzrokuju smanjenje otpornosti materijala s povećanjem svjetlosti (više svjetla). Nasuprot tome, otpor materijala raste sa smanjenjem svjetlosti (postaje tamniji). Fotosenzor je odgovoran za otkrivanje promjena u ambijentalnom svjetlu, što će aktivirati noćno svjetlo. Otpor fotootpornika možete izmjeriti multimetrom kako biste vidjeli kako se njegov otpor mijenja kada prekrivate i otkrivate fotootpornik prstom ili drugim neprozirnim predmetom.

Korak 2: Razdjelnik napona

Razdjelnik napona jednostavan je način povezivanja s otporničkim pretvaračem, koji je komponenta koja jedan oblik energije pretvara u otpor. U ovom krugu naš otpornički pretvarač je naš fotootpornik. Razdjelnik napona sastoji se od dva otpornika u nizu (spojena jedan za drugim). Izvor napona, poput baterije, spojen je na jedan od otpornika u razdjelniku, a drugi otpornik spojen je na masu. Jednadžba za razdjelnik napona je sljedeća: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

Kao što vidimo iz jednadžbe, R1 i R2 izravno određuju izlaz razdjelnika napona. Ako još malo ispitamo jednadžbu, vidimo da se s povećanjem R2 Vout približava Vinu. Spomenuli smo u prethodnom koraku da se otpor fotootpornika povećava sa smanjenjem svjetlosti okoline. Naš fotootpornik postavit ćemo u položaj R2 ovog razdjelnika napona.

Korak 3: Uporedna i izlazna LED

Usporednik je jednostavan sklop koji uspoređuje dva napona. Ako je napon na neinvertirajućem ulazu (ulaz op-pojačala sa znakom "+") veći od napona na invertirajućem ulazu (ulaz op-pojačala sa znakom "-"), izlaz komparator će uključiti LED. Ako je suprotno, izlaz komparatora će isključiti LED. Ako dosad niste koristili LED diode, znajte da svijetle kad kroz njih prođe mala struja. Saznajte više o LED diodama iz ovog izvrsnog instruktora.

Za naš usporednik koristit ćemo pojačalo LM324. LM324 je četvero pojačalo, što znači da ima 4 pojačala ugrađena u jedan paket. Trebat će nam samo jedno od 4 pojačala. Ožičite LM324 kao što je prikazano na shemi.

Korak 4: Zaključci i završne misli

U ovom uputstvu demonstrirao sam jednostavno uključivanje LED diode s promjenjivom količinom svjetla u okolini. Molimo vas da iskoristite svoju kreativnost da je pretvorite u pravu "noćnu svjetlost".

Korak 5: Rješavanje problema

1. U ovom Instructable -u preporučio sam dodavanje 10k otpornika u seriji s vašim fotootpornikom. Ovisno o "nominalnom" otporu vašeg fotootpornika, možda ćete morati promijeniti 10k otpornik na nešto drugo. Preporučio bih mjerenje otpora fotootpornika s vašim multimetrom kada je vaš fotootpornik izložen okolini i kada je senzor prekriven nekim stranim predmetom. Želite odabrati serijski otpornik koji je veći od otpora fotootpornika kada je izložen vanjskom svjetlu, ali manji od otpora fotootpornika kada je prekriven. Na primjer, za fotootpornik koji sam koristio njegov otpor pri izlaganju ambijentalnom svjetlu bio je oko 8k. Kad sam prstom prekrio fotootpornik, otpor mu se povećao na 48k.

2. Priključite razdjelnike napona na odgovarajuće ulaze op -pojačala. Obratite posebnu pozornost na veze u koraku 3.

3. Pazite na polaritet LED diode. Kraća noga je "negativna" i trebala bi se spojiti na tlo.