Infračervený aktivátor: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Populárnym zariadením na stavbu, keď sa najskôr učíte stavať obvody, je reproduktor napájaný striedavým prúdom, ktorý vytvára hrozný hluk. Je pochopiteľné, že používanie tohto zariadenia je celkom zábavné, keď vás baví dráždiť ostatných uvedeným hlukom. Použitie tohto reproduktora je však bohužiaľ trochu obmedzené: jediný spôsob, ako prepnúť výstup, je pripojiť alebo odpojiť zdroj napätia a je potrebné nejaké striedavé napätie (reproduktor nie je napájaný jednosmernou batériou). Na získanie striedavého napätia z jednoduchej jednosmernej batérie môžeme použiť časovač 555, ktorého účelom je vydať striedavú frekvenciu na základe toho, aké odpory sú pripojené k jeho kolíkovým svorkám. Aby bol tento nepríjemný nástroj ešte univerzálnejší, je možné rezistory nahradiť potenciometrami, ktoré je možné ľubovoľne upravovať tak, aby menili výstupnú frekvenciu. Bežným spôsobom spustenia výstupu je použitie posuvného prepínača; pretože sme nekonvenční, použijeme niečo, čo sa nazýva pohybový senzor PIR (pasívny infračervený). Senzor detekuje zmeny v množstve infračerveného žiarenia (ktoré vyžarujú ľudia), ktoré prijíma. To umožní reproduktorovi na niekoho nečakane zakričať, keď kráča pred okruhom. Okrem toho, že je to zábavný projekt na stavanie a obťažovanie ostatných, budovanie a používanie tohto obvodu by malo pomôcť zlepšiť porozumenie obvodov a ich fungovania. Pri stavbe tohto obvodu som sa naučil veľa o pohybovom senzore PIR a o tom, ako ho správne používať (prostredníctvom pokusov a omylov). Jeho použitie by navyše malo zlepšiť vaše chápanie 555 časovačov, pretože môžete byť svedkami toho, ako je výstup upravený, keď sú upravené potenciometre. Musím povedať, že som tiež celkom ohromený vysokým faktorom obťažovania výstupu, jeho schopnosťou vytvárať široké spektrum strašných zvukov na základe nastavení potenciometrov, od vysokého piskotu až po brúsny zvuk (alebo možno kombinácia týchto dvoch).

Krok 1: Materiály

Banda drôtov

1 555 časovač

1 tranzistor NPN

1 snímač PIR (https://www.amazon.com/DIYmall-HC-SR501-Motion-Infrared-Arduino/dp/B012ZZ4LPM?keywords=pir+sensor&qid=1540494572&sr=8-2-spons&ref=sr_1_2_sspa&psc1 Použil som)

2 potenciometre

1, 01 uF kondenzátor

1 1 uF kondenzátor

1 100 uF kondenzátor

1 8 ohmový reproduktor

Krok 2: Zostavenie

Tento obvod je zostavený pomerne jednoducho, pričom existuje iba jedna skutočná vychytávka. Časovač 555 sme nastavili na astabilný režim s pripojenými dvoma potenciometrami (v schéme sú to odpory so stieračmi/šípkami vedľa nich). To znamená, že časovač bude pri určitom odpore vydávať konštantný signál. Keď sú potenciometre otočené tak, aby pôsobili väčším odporom, frekvencia výstupu. NPN slúži ako spínač v tomto obvode, pričom jeho účelom je chrániť obvod pred príliš veľkým prúdom, ktorý môže poškodiť súčiastky. Namiesto rezistora používame tranzistor, pretože odpor klesne príliš veľa napätia a zabráni vytváraniu počuteľného hluku (je to preto, že výstup PIR nie je taký vysoký). Samotný PIR je ošemetná časť, pretože kolíky nie sú označené a je veľmi ťažké pripojiť sa k doske pomocou pinov PIR. Ak je váš PIR rovnaký ako ten, ktorý mám na tomto obrázku (pravdepodobne, pretože PIR sú pomerne štandardizované), kladný (Vcc) terminál je kolík vedľa diódy (malá oranžová valcovitá štruktúra) so záporným (uzemňovacím) kolíkom. na opačnom konci a výstupný kolík v strede. Ak nie, môže byť potrebné nájsť údajový list alebo návod k vášmu konkrétnemu typu senzora. Na pripojenie kolíka odporúčam pripojiť prepojovacie káble k pinom, pretože umožňuje, aby kolíky fungovali ako vodiče a dali sa ľahko zapojiť do vývodky.

Krok 3: Prevádzka

Ovládanie obvodu je z väčšej časti veľmi jednoduché. Reproduktor po zapnutí najskôr zapípa (je to úplne normálne). Mávnutím ruky alebo kráčaním pred senzorom zvýšite množstvo infračerveného žiarenia detekovaného senzorom, pričom vydá krátky signál a vydá nepríjemný zvuk. Frekvenciu výstupného signálu je možné zmeniť otočením potenciometra. V prípade otočného potenciometra sa odpor zvýši, keď sa potenciometer otočí proti smeru hodinových ručičiek; pretože časovač 555 je v astabilnom režime, znamená to, že frekvencia sa zvýši, keď sa potenciometer otáča v smere hodinových ručičiek (pretože pripojené odpory súvisia nepriamo s výstupnou frekvenciou). Potenciometer pripojený k prahu bude tiež ovplyvňovať frekvenciu asi dvakrát toľko ako ten, ktorý je pripojený k zdroju napätia. Ostatné parametre obvodu, ktoré je možné modifikovať, sú doba spustenia a citlivosť obvodu; tieto sú ovládané dvoma oranžovými gombíkmi na senzore, ktoré je možné meniť ich otáčaním pomocou skrutkovača. Ovládač vľavo (v zobrazení vyššie) ovláda oneskorenie: ako dlho bude PIR vydávať signál po jeho aktivácii. Otáčaním gombíka v smere hodinových ručičiek sa oneskorenie zvýši, otáčaním proti smeru hodinových ručičiek sa oneskorenie zníži (minimálne o 3 s a maximálne o 5 s). Gombík vpravo upravuje citlivosť na zmeny infračerveného žiarenia zvyšovaním a znižovaním rozsahu, v ktorom kontroluje zmeny v infračervenom žiarení. Otáčaním gombíka citlivosti v smere hodinových ručičiek sa citlivosť zníži, otáčaním proti smeru hodinových ručičiek sa zvýši (pre presné hodnoty je minimálny dosah asi 3 m, maximálny asi 7 m). Viac podrobností o prevádzke nájdete na tomto odkaze:

Krok 4: Riešenie problémov (zábavná časť …)

Tu je niekoľko bežných problémov (na ktoré som sa sám stretol), ktoré môžu druhým zabrániť v tom, aby chceli tento obvod rozbiť:

1. Ak reproduktor nefunguje:

-Pripojte zdroj napätia k PIR a počkajte približne 30 sekúnd. Aby mohol PIR správne fungovať, musí sa trochu stabilizovať a „precítiť“okolitú oblasť (zisťovanie miestnej teploty, množstva infračerveného žiarenia atď.).

-Skontrolujte, či nie sú kolíky snímača PIR zlomené (to sa vám pravdepodobne nestane, pretože som vám nariadil použiť prepojovacie káble; prvýkrát som sa pokúsil zapojiť PIR do dosky plošných spojov ohnutím kolíkov, ale toto nefungovalo to tak dobre).

2. Ak reproduktor vydáva konštantný signál a nie je spustený infračerveným žiarením:

-Skontrolujte, či nie je prerušený vodič medzi PIR a základňou tranzistora. To môže spôsobiť, že PIR bude úplne odpojený od obvodu.

3. Reproduktor funguje, ale zdá sa, že sa náhodne vypne:

-Pravdepodobne ste v relatívne preplnenej a rušnej miestnosti, čo spôsobuje časté zmeny v množstve tepelného infračerveného žiarenia, ktoré môže snímač prijímať. Skúste nastaviť ovládač citlivosti (oranžový gombík oproti kolíkom, nie ten, ktorý je oproti dióde) pomocou skrutkovača (otáčaním proti smeru hodinových ručičiek ho znížite). Vo všeobecnosti však tento obvod funguje najefektívnejšie v tichých, prázdnych oblastiach, kde niekto len tak náhodou prejde a pýta sa, čo je to za divný zvuk.

Ak sa žiadny z týchto problémov nenašiel, pravdepodobne je niekde zlomený komponent alebo drôt. Jedinou možnosťou je otestovať rôzne súčiastky, aby ste zistili, či fungujú podľa potreby, a ak nie, vymeniť ich. Uistite sa, že tranzistor funguje obzvlášť dobre, pretože jeho kolíky môžu byť dosť krehké a náchylné na poškodenie, ak sú príliš ohnuté.