Night Light Motion & Darkness Sensing - Walang Micro: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Ang itinuturo na ito ay tungkol sa pagpigil sa iyo mula sa pagkalagot ng iyong daliri sa paa kapag naglalakad sa isang madilim na silid. Maaari mong sabihin na para sa iyong sariling kaligtasan kung bumangon ka sa gabi at subukang maabot ang pintuan nang ligtas. Siyempre maaari kang gumamit ng isang lampara sa ilawan o ang pangunahing mga ilaw dahil mayroon kang isang switch sa tabi mo mismo, ngunit gaano ito ka confortable, upang masilaw ang iyong mga mata gamit ang isang bombilya na 60W ng gisingin mo lang?

Ito ay tungkol sa isang LED-strip na mai-mount sa ilalim ng iyong kama na kinokontrol ng dalawang sensor na nakakakita ng paggalaw at antas ng kadiliman sa iyong silid. Tatakbo ito sa mababang lakas at ningning upang magbigay ng isang napaka kaaya-ayang ilaw sa gabi. Mayroon ding kakayahan para sa pagkontrol sa brightness-threshold upang gawin itong angkop para sa bawat kapaligiran. Walang kinakailangang microcontroller upang maisagawa ang proyektong ito. Na binabawasan ang bilang ng mga kinakailangang sangkap at pagiging kumplikado. Bukod dito, ito ay isang napakadaling gawain kung mayroon ka nang kaunting kaalaman sa electronics hardware circuitry.

Hakbang 1: Prinsipyo at Mga Bahagi ng Pag-andar

Ang pangunahing prinsipyo ng pagtatrabaho ng ilaw na ito ay mayroon itong dalawang Mosfet sa serye na may LED. Ang mga Mosfet, na kailangang uri ng antas ng lohika - paliwanag sa paglaon - ay binuksan ng dalawang magkakaibang mga subcircuits kung saan tumutugon ang isa sa kadiliman at ang isa pa sa paggalaw. Kung ang isa lamang sa kanila ay nadama isang transistor lamang ang nakabukas at ang isa pa ay hinaharangan ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng LED. Ang kombinasyon na ito ay lubos na mahalaga dahil masasayang ang lakas ng baterya kung i-aaktibo mo ang ilaw sa araw o walang paggalaw sa gabi. Ang mga bahagi at cirucuit ay pinili sa isang paraan na magagawa mong i-optimize ang mga parameter para sa iyong sariling lokasyon at mga kundisyon doon.

Bukod dito ang isang pabahay ay naka-print na 3-D upang magkasya sa mga sangkap, na kung saan ay hindi talagang kinakailangan para sa mga kadahilanan sa pag-andar ngunit may praktikal na layunin.

I-UPDATE: Isang bagong bersyon ng pabahay ang dinisenyo pagkatapos kong mai-post ang post na ito. Ang 3D-print na pabahay ay naglalaman din ngayon ng mga LEDs na ginagawang isang "buong-sa-isang" solusyon. Ang mga larawan mula sa pagpapakilala ng post na ito (bagong modelo) ay naiiba sa mga nasa step7 na "Power supply at pabahay" (lumang modelo)

Bill ng mga materyales:

4x 1.5V na baterya1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm nakapirming risistor (R1) 1x 100 kOhm potentiometer1x 100 kOhm nakapirming risistor (R2) 1x TS393CD - dalwang boltahe na kumpare1x HC-SR501 - sensor ng paggalaw ng PIR1x 2 kOhm nakapirming risistor (R6) 2x 220 Ohm naayos na risistor (R3 & R4) 2x IRLZ34N n-channel Mosfet4x cable lugs flat4x cable lugs (kabaligtaran bahagi)

Hakbang 2: Sensing Brightness

Upang maunawaan ang ningning ng silid ay gumamit ako ng isang light dependant resistor (LDR). Lumikha ako ng isang divider ng boltahe na may isang 1MOhm na nakapirming risistor. Ito ay kinakailangan sapagkat sa kadiliman ang paglaban ng LDR ay umabot sa mga katulad na lakas. Ang pagbagsak ng boltahe sa kabuuan ng LDR ay proporsyonal sa 'kadiliman'.

Hakbang 3: Pag-set up ng Boltahe ng Sanggunian para sa Kadiliman ng Threshold

Ang ilaw sa gabi ay sisikat kapag ang isang tiyak na threshold ng kadiliman ay lumampas. Ang output ng LDR voltage divider ay kailangang ihambing sa isang tiyak na sanggunian. Para sa layuning ito ang isang pangalawang boltahe na divider ay ginagamit. Ang isa sa mga resistensya nito ay isang potensyomiter. Ginagawa nitong baguhin ang boltahe ng threshold (proporsyonal sa kadiliman). Ang potentiometer (R_pot) ay may maximum na paglaban ng 100 kOhm. Ang nakapirming risistor (R2) ay 100 kOhm din.

Hakbang 4: Paglipat ng Depende sa Liwanag

Ang mga voltages ng dalawang inilarawan na mga divider ng boltahe ay pinakain sa pagpapatakbo ng amplifier. Ang LDR signal ay konektado sa inverting input at ang sanggunian signal sa non-inverting input. Ang OpAmp ay walang feedback loop, na nangangahulugang palalakasin nito ang pagkakaiba ng dalawang pag-input ng mga lakas na higit sa 10E + 05 at sa gayon ay gumana bilang isang kumpare. Kung ang boltahe sa pag-invert ng input ay mas mataas kumpara sa isa pa, ikokonekta nito ang output pin sa itaas na riles (Vcc) at kaya buksan ang Mosfet Q1. Ang kabaligtaran na kaso ay gagawa ng potensyal sa lupa sa pin ng mga kumpara ng kumpara na pinapatay ang Mosfet. Sa katunayan mayroong isang maliit na rehiyon kung saan ang kumpare ay maglalabas ng isang bagay sa pagitan ng GND at Vcc. Nangyayari iyon kapag ang parehong voltages ay halos pareho ang halaga. Ang rehiyon na ito ay maaaring magkaroon ng epekto upang gawing mas maliwanag ang mga LED.

Ang napiling TS393 OpAmp ay isang dalawahang voltge comparator. Ang iba pang naaangkop at posibleng mas mura ay maaari ding magamit. Ang TS393 ay isang natitira lamang mula sa isang lumang proyekto.

Hakbang 5: Pagtuklas ng Paggalaw

Ang HC-SR501 passive infrared sensor ay isang napaka-simpleng solusyon dito. Mayroon itong isang microcontroller na itinayo dito na kung saan ginagawa ang pagtuklas sa katunayan. Mayroon itong dalawang pin para sa supply (Vcc at GND) at isang output pin. Ang output boltahe ay 3.3V kung bakit sa katunayan kailangan kong gumamit ng uri ng antas na lohika na Mosfet. Tinitiyak ng uri ng antas ng lohika na ang Mosfet ay hinihimok sa rehiyon ng saturation nito na may 3.3V lamang. Ang sensor ng PIR ay binubuo ng maraming mga pyroelectrical na elemento na tumutugon sa pagbabago ng boltahe sa infrared radiation na ipinapadala ng mga katawan ng tao, halimbawa. Nangangahulugan din iyon na maaaring makakita ng mga bagay tulad ng malamig na mga radiator ng pag-init na binabaha ng mainit na tubig. Dapat mong suriin ang mga pangyayari sa kapaligiran at piliin ang orientation ng sensor nang naaayon. Ang anggulo ng pagmamasid ay limitado sa 120 °. Mayroon itong dalawang mga trimmer na maaari mong gamitin upang madagdagan ang pagiging sensitibo at ang oras ng pagkaantala. Maaari mong baguhin ang pagkasensitibo upang madagdagan ang saklaw ng lugar na nais mong obserbahan. Maaaring magamit ang delay trimmer upang ayusin ang oras kung saan ang sensor ay naglalabas ng isang mataas na antas ng lohika.

Sa huling bersyon ng diagram ng mga kable maaari mong makita na sa pagitan ng output ng mga sensor at ng gate ng Q2 mayroong isang risistor sa serye upang limitahan ang kasalukuyang iginuhit mula sa sensor (R4 = 220 Ohm).

Hakbang 6: Assembly ng Elektronika

Matapos maunawaan ang bawat pag-andar ng mga bahagi, maaaring buuin ang buong circuit. Dapat muna itong gawin sa isang breadboard! Kung nagsimula ka sa pag-assemble nito sa isang circuit board magiging mas nakakalito na baguhin o i-optimize ang circuit pagkatapos. Sa katunayan makikita mo mula sa larawan ng aking circuit board na gumawa ako ng ilang muling pagsasaayos at sa gayon ito ay mukhang medyo magulo.

Ang output ng kumpara ay kailangang may kagamitan na isang pull-up risistor R6 (2 kOhm) - kung gumagamit ka ng ibang kumpare pagkatapos ay tiyaking suriin ang datasheet. Ang isang karagdagang risistor R3 ay inilalagay sa pagitan ng kumpara at Mosfet Q1 para sa parehong dahilan tulad ng inilarawan para sa PIR. Ang pagtutol R5 ay nakasalalay sa iyong LED. Sa kasong ito ang isang maikling piraso ng LED stript ay ginamit. Mayroon itong mga LED pati na rin ang risistor na R5 na naka-built na. Kaya sa aking kaso ang R5 ay hindi naitipunin.

Hakbang 7: Power Supply at Pabahay

UPDATE: Ang pabahay na ipinakita sa simula pa ng post na ito ay isang muling pagdisenyo. Ginawa ito upang magkaroon ng isang buong-sa-isang solusyon. Ang mga LED ay lumiwanag mula sa loob sa pamamagitan ng isang "transparent" na plastic layer. Kung hindi ito naaangkop para sa iyo, ang unang konsepto ng unang prototype ay ipinapakita dito sa hakbang na ito. (Kung may interes sa bagong disenyo, maaari ko rin itong ilakip)

Tulad ng nabanggit kanina, apat na bateryang AAA 1.5V ang magpapagana sa system. Sa katunayan maaari itong maging mas kaaya-aya sa iyo na gumamit ng isang 9V na baterya at maglagay ng boltahe regulator sa harap ng buong circuit. Pagkatapos hindi mo rin kailangang mag-print ng 3-D ng isang pabahay ng baterya na kumokonekta sa mga baterya ng mga cable lug.

Ang pabahay ay isang unang simpleng prototype at may ilang mga butas para sa mga sensor. Sa pinakaunang larawan maaari mong makita ang malaking butas sa harap para sa sensor ng paggalaw at sa kaliwang itaas na butas para sa LDR. Ang LED strip ay dapat na nasa labas ng pabahay na may parehong distansya dito dahil maaari itong maka-impluwensya sa LDR.