حرکت شب و حسگر تاریکی - بدون میکرو: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

این دستورالعمل در مورد جلوگیری از لک انگشتان پا هنگام راه رفتن در یک اتاق تاریک است. اگر شب بیدار شده و سعی کنید با خیال راحت به درب برسید ، می توانید بگویید برای امنیت شما است. البته شما می توانید از چراغ خواب یا چراغ های اصلی استفاده کنید زیرا یک سوئیچ در کنار شماست ، اما چقدر راحت است که هنگام بیدار شدن از خواب با یک لامپ 60 واتی چشم خود را خیره کنید؟

این یک نوار LED است که زیر تخت خود نصب می کنید و توسط دو سنسور کنترل می شود که حرکت و سطح تاریکی را در اتاق شما تشخیص می دهد. با قدرت و روشنایی کم کار می کند تا نور بسیار دلپذیری در شب ایجاد کند. همچنین قابلیت کنترل آستانه روشنایی برای مناسب بودن آن برای هر محیطی وجود دارد. برای انجام این پروژه نیازی به میکروکنترلر نیست. این تعداد اجزای لازم و پیچیدگی را کاهش می دهد. علاوه بر این ، اگر از قبل در زمینه مدارات سخت افزاری الکترونیک دانش کافی دارید ، کار بسیار آسانی است.

مرحله 1: اصل عملکرد و اجزاء

اصل کارکرد اصلی این چراغ این است که دارای دو Mosfet به صورت سری با LED است. Mosfets ، که باید از نوع منطقی باشد - بعداً توضیح داده می شود - توسط دو زیر مدار مختلف فعال می شود که یکی از آنها به تاریکی و دیگری به حرکت پاسخ می دهد. اگر فقط یکی از آنها حس شود فقط یک ترانزیستور روشن است و دیگری هنوز جریان جریان LED را مسدود می کند. این ترکیب بسیار ضروری است زیرا اگر نور را در طول روز یا بدون حرکت در شب فعال کنید ، باتری را هدر می دهید. اجزای سازنده و سیروکیت به گونه ای انتخاب شده اند که بتوانید پارامترها را برای موقعیت مکانی خود و شرایط آنجا بهینه کنید.

علاوه بر این ، یک محفظه به صورت سه بعدی چاپ شد تا در اجزای سازنده قرار گیرد ، که به دلایل عملکردی واقعاً ضروری نیست ، اما یک هدف عملی دارد.

به روز رسانی: پس از انتشار این پست ، نسخه جدیدی از مسکن طراحی شد. محفظه چاپ سه بعدی در حال حاضر شامل LED ها است که آن را به یک راه حل "کامل در یک" تبدیل می کند. تصاویر معرفی این پست (مدل جدید) با تصاویر مرحله 7 "منبع تغذیه و مسکن" (مدل قدیمی) متفاوت است

صورت حساب مواد:

4x 1.5V باتری 1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm مقاومت ثابت (R1) 1x 100 کیلو اهم پتانسیومتر 1x 100 kOhm مقاومت ثابت (R2) 1x TS393CD - مقایسه ولتاژ دوگانه 1x HC -SR501 - سنسور حرکت PIR 1x 2 کیلو اهم مقاومت ثابت (R6) 2x 220 اهم ثابت (R3 & R4) 2x IRLZ34N n-channel Mosfet4x لبه کابل لنگه های کابل flat4x (قسمت مقابل)

مرحله 2: حس روشنایی

برای درک روشنایی اتاق ، از یک مقاومت وابسته به نور (LDR) استفاده کردم. من یک تقسیم کننده ولتاژ با یک مقاومت ثابت 1MOhm ایجاد کردم. این امر ضروری است زیرا در تاریکی مقاومت LDR به اندازه های مشابه می رسد. افت ولتاژ در LDR متناسب با "تاریکی" است.

مرحله 3: تنظیم ولتاژ مرجع برای آستانه تاریکی

هنگامی که از آستانه خاصی از تاریکی تجاوز شود ، نور شب می درخشد. خروجی تقسیم کننده ولتاژ LDR باید با یک مرجع خاص مقایسه شود. برای این منظور از تقسیم کننده ولتاژ دوم استفاده می شود. یکی از مقاومت های آن پتانسیومتر است. این باعث می شود ولتاژ آستانه (متناسب با تاریکی) قابل تغییر باشد. پتانسیومتر (R_pot) دارای حداکثر مقاومت 100 کیلو اهم است. مقاومت ثابت (R2) نیز 100 کیلو اهم است.

مرحله 4: سوئیچ وابسته به روشنایی

ولتاژ دو تقسیم کننده ولتاژ توصیف شده به تقویت کننده عملیاتی وارد می شود. سیگنال LDR به ورودی معکوس و سیگنال مرجع به ورودی غیر معکوس متصل می شود. OpAmp یک حلقه بازخورد ندارد ، به این معنی که تفاوت دو ورودی را با بزرگنمایی بیش از 10E+05 تقویت می کند و بنابراین به عنوان یک مقایسه کننده عمل می کند. اگر ولتاژ ورودی معکوس در مقایسه با ورودی دیگر بیشتر باشد ، پین خروجی خود را به ریل بالایی (Vcc) متصل کرده و از این رو Mosfet Q1 را روشن می کند. حالت مخالف پتانسیل زمین را در پین خروجی مقایسه کننده ها ایجاد می کند که Mosfet را خاموش می کند. در واقع یک منطقه کوچک وجود دارد که در آن مقایسه کننده چیزی بین GND و Vcc خروجی می دهد. این زمانی اتفاق می افتد که هر دو ولتاژ تقریباً یک مقدار باشند. این منطقه ممکن است تاثیری داشته باشد که روشنایی LED ها کمتر روشن شود.

TS393 OpAmp یک مقایسه کننده ولتاژ دوگانه است. از سایر موارد مناسب و احتمالاً ارزان تر نیز می توان استفاده کرد. TS393 فقط باقی مانده از یک پروژه قدیمی بود.

مرحله 5: تشخیص حرکت

سنسور مادون قرمز غیرفعال HC-SR501 در اینجا یک راه حل بسیار ساده است. یک میکروکنترلر روی آن ساخته شده است که در واقع تشخیص را انجام می دهد. دارای دو پین برای منبع تغذیه (Vcc و GND) و یک پین خروجی است. ولتاژ خروجی 3.3 ولت است ، بنابراین در واقع مجبور شدم از نوع Mosfet در سطح منطقی استفاده کنم. نوع سطح منطقی تضمین می کند که Mosfet در منطقه اشباع خود تنها با 3.3V حرکت می کند. سنسور PIR از چندین عنصر پیرالکتریک تشکیل شده است که به عنوان مثال با تغییر ولتاژ به تابش مادون قرمز که توسط بدن انسان منتقل می شود ، پاسخ می دهند. این بدان معناست که ممکن است مواردی مانند رادیاتورهای گرمایش سرد که مملو از آب گرم است را تشخیص دهد. شما باید شرایط محیطی را بررسی کرده و جهت سنسور را متناسب با آن انتخاب کنید. زاویه مشاهده محدود به 120 درجه است. دارای دو تریمر است که می توانید برای افزایش حساسیت و زمان تاخیر از آنها استفاده کنید. شما می توانید حساسیت را برای افزایش محدوده ناحیه ای که می خواهید مشاهده کنید تغییر دهید. تریمر تاخیری را می توان برای تنظیم زمانی که سنسور برای آن سطح منطقی بالا را تنظیم می کند ، استفاده کرد.

در نسخه نهایی نمودار سیم کشی می توانید ببینید که بین سنسورهای خروجی و دروازه Q2 یک مقاومت به صورت سری وجود دارد که جریان خروجی از سنسور را محدود می کند (R4 = 220 اهم).

مرحله 6: مونتاژ الکترونیک

پس از درک عملکرد هر یک از اجزاء ، می توان کل مدار را ایجاد کرد. این کار باید ابتدا روی تخته نان انجام شود! اگر مونتاژ آن را روی صفحه مدار شروع کنید ، تغییر یا بهینه سازی مدار پس از آن دشوارتر خواهد بود. در واقع می توانید از تصویر برد مدار من مشاهده کنید که من تعدادی کار مجدد انجام داده ام و بنابراین کمی آشفته به نظر می رسد.

خروجی مقایسه کننده باید مجهز به مقاومت R6 (2 کیلو اهم) باشد - اگر از مقایسه کننده دیگری استفاده می کنید ، مطمئن شوید که برگه داده را بررسی کنید. یک مقاومت اضافی R3 به دلیل مشابهی که برای PIR توضیح داده شده است بین مقایسه کننده و Mosfet Q1 قرار می گیرد. مقاومت R5 به LED شما بستگی دارد. در این مورد از یک قطعه کوتاه از نوار LED استفاده شد. این دارای LED ها و همچنین مقاومت R5 است که قبلاً ساخته شده است. بنابراین در مورد من R5 مونتاژ نمی شود.

مرحله 7: منبع تغذیه و مسکن

به روز رسانی: مسکن نشان داده شده در ابتدای این پست یک طراحی مجدد است. این به منظور داشتن یک راه حل کامل در یک انجام شد. LED ها از داخل از طریق یک لایه پلاستیکی "شفاف" می درخشند. اگر این مورد برای شما قابل اجرا نیست ، اولین مفهوم اولین نمونه اولیه در این مرحله در اینجا نشان داده شده است. (در صورت علاقه به طرح جدید ، می توانم آن را نیز ضمیمه کنم)

همانطور که قبلاً ذکر شد ، چهار باتری 1.5 ولت AAA سیستم را تغذیه می کنند. در حقیقت استفاده از یک باتری 9 ولت و قرار دادن تنظیم کننده ولتاژ در جلوی کل مدار برای شما لذت بخش تر خواهد بود. سپس نیازی به چاپ سه بعدی محفظه باتری ندارید که توسط لنگ های کابل به باتری متصل می شود.

محفظه اولین نمونه اولیه ساده است و حفره هایی برای سنسورها دارد. در اولین تصویر می توانید سوراخ بزرگ در جلو برای سنسور حرکت و سوراخ بالای سمت چپ برای LDR را مشاهده کنید. نوار LED باید خارج از محفظه با فاصله یکسانی با آن قرار داشته باشد زیرا ممکن است بر LDR تأثیر بگذارد.