GoodNightLight: یک مدار ساده در نور شب: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

توسط ohoilett بیشتر توسط نویسنده دنبال کنید:

درباره: دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه پردو ، مهندس پزشکی ، علاقمند به الکترونیک ، مربی ، سعی می کند کمی در مورد مهندسی و برنامه نویسی بیشتر بیاموزد درباره ohoilett »

سلام به همه ، من در زمستان به عنوان بخشی از Purdue GERI (موسسه منابع آموزشی با استعداد) یک دوره آموزشی Bioinstrumentation برای دانش آموزان راهنمایی آموزش می دهم. در این دوره ، من دانش آموزان را با اصول مدارها و نحوه استفاده از مدارها در مهندسی پزشکی آشنا می کنم. من دریافتم که نور شب یک مدار مقدماتی خوب برای دانش آموزانی است که در مورد الکترونیک یاد می گیرند. این شامل چند جزء اساسی مانند مقاومت و LED است. همچنین شامل یک جزء واسطه تر ، یعنی تقویت کننده عملیاتی و یک سنسور مفید ، یعنی مقاومت در برابر عکس است. مکانیسم مدار به دانش آموزان نشان می دهد که چگونه می توانیم از مدارها برای تعامل با دنیای خارج و تولید نوعی خروجی استفاده کنیم. در این حالت ، نور شب هنگام کاهش سطح نور محیط روشن می شود و با افزایش سطح نور محیط خاموش می شود. همه عاشق دیدن و خاموش شدن خودکار LED ها هستند. من به والدین گفتم که دروس مختلف را بصورت آنلاین ارسال خواهم کرد (و من چند ماه از o_O عقب هستم) بنابراین در اینجا اولین مورد را می خوانم! امیدوارم از دستورالعمل من برای GoodNightLight لذت ببرید.

مرحله 1: مقاومت در برابر نور یا مقاومت وابسته به نور (LDR)

مقاومت در برابر نور یک جزء ساده است که با تغییر نور مقاومت را تغییر می دهد. مقاومت شامل مواد حساس به نور است که با افزایش نور (نور بیشتر) باعث کاهش مقاومت مواد می شود. برعکس ، مقاومت مواد با کاهش نور افزایش می یابد (تیره تر می شود). حسگر نوری وظیفه تشخیص تغییرات نور محیط را بر عهده دارد که نور شب را فعال می کند. با خیال راحت می توانید مقاومت نوری را با مولتی متر اندازه گیری کنید تا ببینید چگونه مقاومت آن تغییر می کند وقتی که با انگشت یا سایر اجسام مات ، مقاومت نوری را می پوشانید و کشف می کنید.

مرحله 2: تقسیم ولتاژ

تقسیم کننده ولتاژ یک روش ساده برای ارتباط با مبدل مقاومتی است ، که جزء تبدیل یک شکل از انرژی به مقاومت است. در این مدار ، مبدل مقاومت ما مقاومت نوری ما است. تقسیم کننده ولتاژ از دو مقاومت پی در پی تشکیل شده است (یکی پس از دیگری متصل شده اند). منبع ولتاژ ، مانند باتری ، به یکی از مقاومتهای تقسیم کننده و مقاومت دیگر به زمین متصل است. معادله تقسیم ولتاژ به شرح زیر است: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

همانطور که از معادله مشاهده می کنیم ، R1 و R2 مستقیماً خروجی تقسیم کننده ولتاژ را تعیین می کنند. با بررسی کمی بیشتر معادله ، می بینیم که با افزایش R2 ، Vout به Vin نزدیک می شود. ما در مرحله قبلی خود اشاره کردیم که مقاومت نوری مقاومت با کاهش نور محیط افزایش می یابد. ما مقاومت نوری خود را در موقعیت R2 این تقسیم کننده ولتاژ قرار می دهیم.

مرحله 3: LED مقایسه و خروجی

مقایسه کننده یک مدار ساده است که دو ولتاژ را با هم مقایسه می کند. اگر ولتاژ در ورودی غیر معکوس (ورودی آمپر am با علامت "+") بیشتر از ولتاژ ورودی معکوس (ورودی آمپر آمپر با علامت "-") باشد ، خروجی مقایسه کننده LED را روشن می کند. اگر عکس آن صادق باشد ، خروجی مقایسه کننده LED را خاموش می کند. اگر قبلا از LED ها استفاده نکرده اید ، بدانید که با عبور جریان کوچکی از آنها روشن می شوند. در مورد LED ها از این دستورالعمل عالی بیشتر بدانید.

برای مقایسه ما ، از تقویت کننده LM324 استفاده خواهیم کرد. LM324 یک تقویت کننده چهارگانه است ، به این معنی که دارای 4 تقویت کننده است که در یک بسته واحد تعبیه شده است. ما فقط به یکی از 4 تقویت کننده نیاز داریم. همانطور که در شکل نشان داده شده است LM324 را سیم کشی کنید.

مرحله 4: نتیجه گیری و اندیشه های نهایی

در این دستورالعمل ، من به سادگی یک LED را با تغییر میزان نور محیط نشان می دهم. لطفاً از خلاقیت خود برای تبدیل آن به یک "نور شب" واقعی استفاده کنید.

مرحله 5: عیب یابی

1. در این دستورالعمل ، توصیه می کنم یک مقاومت 10k را به صورت سری با مقاومت در برابر عکس خود اضافه کنید. بسته به مقاومت "اسمی" مقاومت در برابر عکس ، ممکن است لازم باشد مقاومت 10k را به چیز دیگری تغییر دهید. توصیه می کنم زمانی که مقاومت نوری شما در معرض محیط قرار می گیرد و هنگامی که سنسور توسط یک جسم خارجی پوشانده می شود ، مقاومت مقاومت در برابر عکس را با مولتی متر خود اندازه گیری کنید. شما می خواهید یک مقاومت سری را انتخاب کنید که بزرگتر از مقاومت فوتو مقاومت در برابر قرار گرفتن در معرض نور محیط باشد ، اما کوچکتر از مقاومت فوتورزیستور هنگام پوشاندن باشد. به عنوان مثال ، برای مقاومت نوری که من استفاده کردم ، مقاومت آن هنگام قرار گرفتن در معرض نور محیط حدود 8k بود. وقتی مقاومت انگشتی را با انگشت پوشاندم ، مقاومت آن به 48k افزایش یافت.

2. مطمئن شوید که تقسیم ولتاژ را به ورودی های مناسب آمپر متصل می کنید. به اتصالات مرحله 3 توجه زیادی داشته باشید.

3. مراقب قطبیت LED باشید. پای کوتاه "منفی" است و باید به زمین متصل شود.