The GoodNightLight: Litar Lampu Malam Sederhana: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Oleh ohoilett Ikuti Lagi oleh pengarang:

Tentang: Pelajar siswazah di Purdue University, jurutera bioperubatan, peminat elektronik, pendidik, cuba belajar sedikit mengenai kejuruteraan dan pengaturcaraan Lebih lanjut Tentang ohoilett »

Hai semua, saya mengajar kursus Bioinstrumentasi untuk pelajar sekolah menengah pada musim sejuk sebagai sebahagian daripada Purdue GERI (Institut Sumber Pendidikan Berbakat). Dalam kursus ini, saya memperkenalkan pelajar kepada asas litar dan bagaimana kita menggunakan litar dalam Kejuruteraan Bioperubatan. Saya dapati bahawa cahaya malam adalah litar perkenalan yang baik bagi pelajar yang belajar mengenai elektronik. Ia merangkumi beberapa komponen asas seperti perintang dan LED. Ia juga merangkumi komponen yang lebih menengah, iaitu penguat operasi dan sensor berguna, iaitu fotoresistor. Mekanisme litar menunjukkan kepada pelajar bagaimana kita boleh menggunakan litar untuk berinteraksi dengan dunia luar dan menghasilkan semacam output. Dalam kes ini, cahaya malam menyala ketika tahap cahaya ambien menurun dan mati ketika tingkat cahaya ambien meningkat. Semua orang suka melihat LED menyala dan mati secara automatik. Saya memberitahu ibu bapa bahawa saya akan menghantar pelbagai pelajaran secara dalam talian (dan saya beberapa bulan di belakang o_O) jadi di sini saya akan mengikuti yang pertama! Semoga anda menikmati Instructable saya untuk GoodNightLight.

Langkah 1: Fotoresistor atau Perintang Bergantung Cahaya (LDR)

Fotoresistor adalah komponen mudah yang mengubah rintangan dengan cahaya kejadian. Perintang mengandungi bahan-bahan fotosensitif yang menyebabkan rintangan bahan berkurang dengan peningkatan cahaya (lebih banyak cahaya). Sebaliknya, rintangan bahan meningkat dengan cahaya yang berkurang (semakin gelap). Fotosensor bertanggungjawab untuk mengesan perubahan cahaya persekitaran, yang akan menggerakkan cahaya malam. Jangan ragu untuk mengukur rintangan photoresistor dengan multimeter untuk melihat bagaimana rintangannya berubah apabila anda menutup dan membongkar photoresistor dengan jari atau objek legap yang lain.

Langkah 2: Pembahagi Voltan

Pembahagi voltan adalah cara mudah berinteraksi dengan transduser resistif, yang merupakan komponen yang menerjemahkan satu bentuk tenaga kepada rintangan. Dalam litar ini, transduser resistif kami adalah photoresistor kami. Pembahagi voltan terdiri daripada dua perintang secara bersiri (dihubungkan satu demi satu). Sumber voltan, seperti bateri, disambungkan ke salah satu perintang di pembahagi dan perintang yang lain disambungkan ke tanah. Persamaan bagi pembahagi voltan adalah seperti berikut: Vout = Vin * R2 / (R2 + R1)

Seperti yang dapat kita lihat dari persamaan, R1 dan R2 secara langsung menentukan output pembahagi voltan. Meneliti persamaan sedikit lebih jauh, kita melihat bahawa ketika R2 meningkat, Vout semakin dekat dengan Vin. Kami menyatakan pada langkah sebelumnya bahawa rintangan photoresistor meningkat dengan penurunan cahaya ambien. Kami akan meletakkan fotoresistor kami di kedudukan R2 pembahagi voltan ini.

Langkah 3: Perbandingan dan Output LED

Pembanding adalah litar sederhana yang membandingkan dua voltan. Sekiranya voltan pada input bukan pembalik (input op amp dengan tanda "+") lebih besar daripada voltan pada input terbalik (input op amp dengan tanda "-"), output pembanding akan menghidupkan LED. Sekiranya sebaliknya berlaku, output pembanding akan mematikan LED. Sekiranya anda belum pernah menggunakan LED sebelumnya, ketahui bahawa ia menyala ketika arus kecil melaluinya. Ketahui lebih lanjut mengenai LED dari Instructable yang sangat baik ini.

Untuk pembanding kami, kami akan menggunakan penguat LM324. LM324 adalah penguat quad, yang bermaksud bahawa ia mempunyai 4 penguat yang dibina dalam satu pakej. Kami hanya memerlukan satu daripada 4 penguat. Kabel LM324 seperti yang ditunjukkan dalam skema.

Langkah 4: Kesimpulan dan Pemikiran Akhir

Dalam instruksional ini, saya telah menunjukkan demo dengan hanya menyalakan LED dengan jumlah cahaya sekitar yang berubah-ubah. Gunakan kreativiti anda untuk menjadikannya "cahaya malam" yang sebenar.

Langkah 5: Penyelesaian masalah

1. Dalam Instructable ini, saya mengesyorkan menambahkan perintang 10k secara bersiri dengan photoresistor anda. Bergantung pada rintangan "nominal" fotoresistor anda, anda mungkin perlu menukar perintang 10k kepada yang lain. Saya akan mengesyorkan mengukur rintangan photoresistor dengan multimeter anda ketika photoresistor anda terkena ambien dan ketika sensor ditutup oleh beberapa benda asing. Anda ingin memilih perintang siri yang lebih besar daripada rintangan fotoresistor ketika terkena cahaya ambien, tetapi lebih kecil daripada rintangan fotoresistor ketika ditutup. Sebagai contoh, untuk fotoresistor yang saya gunakan, rintangan ketika terkena cahaya ambien adalah sekitar 8k. Semasa saya menutup fotoresistor dengan jari saya, rintangannya meningkat kepada 48k.

2. Pastikan bahawa anda menghubungkan pembahagi voltan ke input yang betul dari op amp. Perhatikan sambungan di Langkah 3.

3. Berhati-hati dengan kekutuban LED. Kaki yang lebih pendek adalah "negatif" dan harus menyambung ke tanah.