Gerakan Cahaya Malam & Sensasi Kegelapan - Tanpa Mikro: 7 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:00

Petunjuk ini adalah untuk mencegah anda dari menusuk jari kaki ketika berjalan melalui ruangan gelap. Anda boleh mengatakan bahawa ini adalah untuk keselamatan anda sendiri jika anda bangun pada waktu malam dan cuba sampai ke pintu dengan selamat. Sudah tentu anda boleh menggunakan lampu samping tempat tidur atau lampu utama kerana anda mempunyai suis tepat di sebelah anda, tetapi betapa selesanya, untuk menyilaukan mata anda dengan bola lampu 60W ketika anda baru bangun?

Ini mengenai jalur LED yang anda pasangkan di bawah katil anda yang dikendalikan oleh dua sensor yang mengesan pergerakan dan tahap kegelapan di bilik anda. Ia akan berjalan pada daya rendah dan kecerahan untuk memberikan cahaya yang sangat menyenangkan pada waktu malam. Terdapat juga kemampuan untuk mengawal ambang kecerahan untuk menjadikannya sesuai untuk setiap persekitaran. Tidak diperlukan pengawal mikro untuk menjalankan projek ini. Itu mengurangkan bilangan komponen dan kerumitan yang diperlukan. Selain itu, adalah tugas yang cukup mudah jika anda sudah mempunyai pengetahuan mengenai litar perkakasan elektronik.

Langkah 1: Prinsip & Komponen Fungsi

Prinsip asas cahaya ini ialah ia mempunyai dua Mosfet secara bersiri dengan LED. Mosfets, yang perlu menjadi jenis tahap logik - penjelasan kemudian - dihidupkan oleh dua subkitar yang berbeza di mana satu bertindak balas terhadap kegelapan dan yang lain bergerak. Sekiranya hanya salah satu dari mereka yang dideteksi, hanya satu transistor yang dihidupkan dan yang lain masih menyekat aliran arus melalui LED. Kombinasi ini sangat mustahak kerana anda akan membuang tenaga bateri jika anda menghidupkan cahaya pada waktu siang atau tanpa gerakan pada waktu malam. Komponen dan sirkuit dipilih dengan cara yang anda dapat mengoptimumkan parameter untuk lokasi anda sendiri dan keadaan di sana.

Tambahan pula, perumahan dicetak 3-D agar sesuai dengan komponen, yang sebenarnya tidak diperlukan untuk tujuan fungsi tetapi mempunyai tujuan praktikal.

KEMASKINI: Versi baru perumahan dirancang setelah saya menyiarkan catatan ini. Perumahan bercetak 3D kini mengandungi juga LED yang menjadikannya penyelesaian "keseluruhan-dalam-satu". Gambar dari pengenalan jawatan ini (model baru) berbeza dengan gambar di langkah7 "Bekalan kuasa dan perumahan" (model lama)

Bil bahan:

4x 1.5V bateri 1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm perintang tetap (R1) 1x 100 kOhm potensiometer1x 100 kOhm perintang tetap (R2) 1x TS393CD - pembanding voltan dua1x HC-SR501 - PIR gerakan sensor1x 2 kOhm tetap perintang (R6) 2x 220 Ohm perintang tetap (R3 & R4) 2x IRLZ34N n-channel Lug kabel Mosfet4x lug kabel flat4x (bahagian yang berlawanan)

Langkah 2: Merasakan Kecerahan

Untuk merasakan kecerahan bilik saya menggunakan perintang bergantung cahaya (LDR). Saya membuat pembahagi voltan dengan perintang tetap 1MOhm. Ini perlu kerana dalam kegelapan rintangan LDR mencapai ukuran yang serupa. Penurunan voltan di LDR sebanding dengan 'kegelapan'.

Langkah 3: Menetapkan Voltan Rujukan untuk Ambang Kegelapan

Cahaya malam akan bersinar ketika ambang kegelapan tertentu terlampaui. Keluaran pembahagi voltan LDR perlu dibandingkan dengan rujukan tertentu. Untuk tujuan ini digunakan pembahagi voltan kedua. Salah satu daya tahannya adalah potensiometer. Itu menjadikan voltan ambang (sebanding dengan kegelapan) boleh diubah. Potensiometer (R_pot) mempunyai ketahanan maksimum 100 kOhm. Perintang tetap (R2) ialah 100 kOhm juga.

Langkah 4: Suis Tergantung Kecerahan

Voltan dari dua pembahagi voltan yang dijelaskan dimasukkan ke dalam penguat operasi. Isyarat LDR disambungkan ke input pembalik dan isyarat rujukan ke input bukan pembalik. OpAmp tidak mempunyai gelung maklum balas, yang bermaksud ia akan memperkuat perbezaan kedua input dengan magnitud lebih dari 10E + 05 dan dengan itu beroperasi sebagai pembanding. Sekiranya voltan pada input terbalik lebih tinggi daripada yang lain, ia akan menghubungkan pin outputnya ke rel atas (Vcc) dan dengan itu menghidupkan Mosfet Q1. Kes yang berlawanan akan menghasilkan potensi tanah pada pin output pembanding yang mematikan Mosfet. Sebenarnya ada kawasan kecil di mana pembanding akan mengeluarkan sesuatu antara GND dan Vcc. Itu berlaku apabila kedua-dua voltan hampir sama dengan nilai. Kawasan ini mungkin mempunyai kesan untuk menjadikan lampu LED kurang terang.

TS393 OpAmp yang dipilih adalah pembanding voltan dua. Lain-lain yang sesuai dan mungkin lebih murah boleh digunakan juga. TS393 hanyalah sisa dari projek lama.

Langkah 5: Pengesanan Gerak

Sensor inframerah pasif HC-SR501 adalah penyelesaian yang sangat mudah di sini. Ia mempunyai mikrokontroler yang dibina di atasnya yang benar-benar melakukan pengesanan. Ia mempunyai dua pin untuk bekalan (Vcc dan GND) dan satu pin output. Voltan keluaran adalah 3.3V mengapa sebenarnya saya terpaksa menggunakan jenis Mosfet tahap logik. Jenis tahap logik memastikan bahawa Mosfet didorong di kawasan tepu dengan hanya 3.3V. Sensor PIR terdiri daripada beberapa elemen piroelektrik yang bertindak balas dengan perubahan voltan kepada sinaran inframerah yang dihantar oleh badan manusia, misalnya. Itu juga bermaksud ia dapat mengesan perkara seperti radiotor pemanasan sejuk yang dibanjiri air panas. Anda harus memeriksa keadaan persekitaran dan memilih orientasi sensor dengan sewajarnya. Sudut pemerhatian terhad kepada 120 °. Ia mempunyai dua alat pemangkas yang boleh anda gunakan untuk meningkatkan kepekaan dan masa kelewatan. Anda boleh mengubah kepekaan untuk meningkatkan jarak kawasan yang ingin anda perhatikan. Pemangkas penundaan dapat digunakan untuk menyesuaikan waktu di mana sensor mengeluarkan tahap logik tinggi.

Dalam gambarajah pendawaian versi terakhir, anda dapat melihat bahawa antara output sensor dan pintu Q2 terdapat perintang secara bersiri untuk membatasi arus yang diambil dari sensor (R4 = 220 Ohm).

Langkah 6: Pemasangan Elektronik

Setelah memahami setiap fungsi komponen, keseluruhan litar dapat dibina. Ini mesti dilakukan di papan roti terlebih dahulu! Sekiranya anda memulakan pemasangan pada papan litar, lebih sukar untuk menukar atau mengoptimumkan litar selepas itu. Sebenarnya anda dapat melihat dari gambar papan litar saya bahawa saya melakukan beberapa kerja semula dan dengan itu ia kelihatan agak tidak kemas.

Output pembanding perlu dilengkapi dengan resistor pull-up R6 (2 kOhm) - jika anda menggunakan pembanding lain, pastikan untuk memeriksa lembaran data. Perintang tambahan R3 diletakkan di antara pembanding dan Mosfet Q1 untuk alasan yang sama seperti yang dijelaskan untuk PIR. Rintangan R5 bergantung pada LED anda. Dalam kes ini digunakan sekeping LED pendek. Ia mempunyai LED serta perintang R5 yang sudah terpasang. Oleh itu, dalam kes saya R5 tidak dipasang.

Langkah 7: Bekalan Tenaga dan Perumahan

KEMASKINI: Perumahan yang ditunjukkan pada awal catatan ini adalah reka bentuk semula. Ia dilakukan untuk mendapatkan penyelesaian keseluruhan-dalam-satu. LED bersinar dari dalam melalui lapisan plastik "telus". Sekiranya ini tidak berlaku untuk anda, konsep prototaip pertama ditunjukkan di sini dalam langkah ini. (Sekiranya ada minat pada reka bentuk baru, saya juga boleh melampirkannya)

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, empat bateri AAA 1.5V akan menggerakkan sistem. Sebenarnya mungkin lebih menyenangkan anda menggunakan satu bateri 9V dan meletakkan pengatur voltan di hadapan keseluruhan litar. Maka anda juga tidak perlu mencetak 3-D perumahan bateri yang menyambung ke bateri dengan menggunakan kabel.

Perumahan adalah prototaip sederhana pertama dan mempunyai beberapa lubang untuk sensor. Pada gambar pertama anda dapat melihat lubang besar di depan untuk sensor gerakan dan lubang kiri atas untuk LDR. Jalur LED harus berada di luar perumahan dengan jarak yang sama dengannya kerana boleh mempengaruhi LDR.