GoodNightLight: Jednoduchý obvod nočného svetla: 5 krokov

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

Od ohoilett Nasledovať viac od autora:

O: Vysokoškolský študent na Purdue University, biomedicínsky inžinier, nadšenec elektroniky, pedagóg, snaží sa dozvedieť niečo o inžinierstve a programovaní Viac o ohoilett »

Ahojte všetci, v zime učím kurz biologickej dokumentácie pre študentov stredných škôl ako súčasť Purdue GERI (Inštitút zdrojov pre nadané vzdelávanie). V tomto kurze zoznámim študentov so základmi obvodov a s tým, ako používame obvody v biomedicínskom inžinierstve. Zistil som, že nočné svetlo je dobrým úvodným obvodom pre študentov, ktorí sa učia o elektronike. Obsahuje niekoľko základných komponentov, ako sú rezistory a diódy LED. Obsahuje tiež prechodnejší komponent, konkrétne operačný zosilňovač a užitočný snímač, konkrétne fotoodpor. Mechanizmus obvodu ukazuje študentom, ako môžeme pomocou obvodov interagovať s vonkajším svetom a vytvárať nejaký druh výstupu. V tomto prípade sa nočné svetlo zapne, keď sa zníži úroveň okolitého svetla, a vypne sa, keď sa zvýši úroveň okolitého svetla. Každý má rád, keď sa LED diódy automaticky zapínajú a vypínajú. Povedal som rodičom, že zverejním rôzne lekcie online (a ja som o niekoľko mesiacov pozadu o_O), takže idem s prvou! Dúfam, že sa vám môj Instructable pre GoodNightLight bude páčiť.

Krok 1: Fotorezistor alebo svetlo závislý odpor (LDR)

Fotorezistor je jednoduchá súčasť, ktorá mení odpor vplyvom dopadajúceho svetla. Rezistor obsahuje fotosenzitívne materiály, ktoré spôsobujú, že odpor materiálu klesá so zvýšeným svetlom (viac svetla). Naopak, odpor materiálu sa zvyšuje s klesajúcim svetlom (stmavne). Fotosenzor je zodpovedný za detekciu zmien okolitého svetla, ktoré aktivujú nočné svetlo. Nebojte sa zmerať odpor fotorezistora multimetrom, aby ste zistili, ako sa jeho odpor zmení, keď fotorezistor prikryjete a odkryjete prstom alebo iným nepriehľadným predmetom.

Krok 2: Delič napätia

Delič napätia je jednoduchý spôsob prepojenia s odporovým prevodníkom, ktorý je súčasťou, ktorá prevádza jednu formu energie na odpor. V tomto obvode je naším odporovým prevodníkom náš fotorezistor. Delič napätia sa skladá z dvoch sériovo zapojených rezistorov (zapojených jeden po druhom). Zdroj napätia, podobne ako batéria, je pripojený k jednému z odporov v deliči a druhý odpor je pripojený k zemi. Rovnica pre delič napätia je nasledovná: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

Ako vidíme z rovnice, R1 a R2 priamo určujú výstup deliča napätia. Pri skúmaní rovnice o niečo ďalej vidíme, že ako sa R2 zvyšuje, Vout sa približuje k Vinovi. V našom predchádzajúcom kroku sme spomenuli, že odpor fotorezistora sa zvyšuje s klesajúcim okolitým svetlom. Náš fotorezistor umiestnime do polohy R2 tohto deliča napätia.

Krok 3: LED porovnávača a výstupu

Komparátor je jednoduchý obvod, ktorý porovnáva dve napätia. Ak je napätie na neinvertujúcom vstupe (vstup operačného zosilňovača so znamienkom „+“) vyššie ako napätie na invertujúcom vstupe (vstup operačného zosilňovača so znamienkom „-“), výstup komparátor zapne LED. Ak je opak pravdou, výstup komparátora vypne LED diódu. Ak ste LED diódy predtým nepoužívali, vedzte, že sa rozsvietia, keď nimi prechádza malý prúd. Získajte viac informácií o LED diódach z tohto vynikajúceho návodu.

Pre náš komparátor použijeme zosilňovač LM324. LM324 je štvornásobný zosilňovač, čo znamená, že má 4 zosilňovače zabudované v jednom balení. Budeme potrebovať iba jeden zo 4 zosilňovačov. Zapojte LM324 podľa schémy.

Krok 4: Závery a záverečné myšlienky

V tomto návode som predviedol jednoduché zapnutie LED diódy s meniacim sa množstvom okolitého svetla. Použite svoju kreativitu a urobte z nej skutočné „nočné svetlo“.

Krok 5: Riešenie problémov

1. V tomto návode som odporučil pridať 10k odpor v sérii s vašim fotoodporom. V závislosti od „nominálneho“odporu vášho fotoodporu budete možno musieť zmeniť 10k odpor na niečo iné. Odporúčam zmerať odpor fotorezistora pomocou multimetra, keď je váš fotoodpor vystavený okolitému prostrediu a keď je snímač zakrytý cudzím predmetom. Chcete vybrať sériový odpor, ktorý je väčší ako odpor fotorezistora, keď je vystavený okolitému svetlu, ale menší ako odpor fotorezistora, keď je zakrytý. Napríklad pre fotoodpor, ktorý som použil, bol jeho odpor pri pôsobení okolitého svetla okolo 8k. Keď som prstom zakryl fotoodpor, jeho odpor sa zvýšil na 48 k.

2. Uistite sa, že prepínače napätia pripojíte k správnym vstupom operačného zosilňovača. Venujte veľkú pozornosť prepojeniam v kroku 3.

3. Dávajte si pozor na polaritu diódy LED. Kratšia noha je „negatívna“a mala by sa pripojiť k zemi.