Ang GoodNightLight: isang Simpleng Circuit ng Nightlight: 5 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Sundin ang Higit Pa ng may-akda:

Tungkol sa: Nagtapos na mag-aaral sa Purdue University, biomedical engineer, mahilig sa electronics, edukador, sinusubukan na malaman ang kaunti tungkol sa engineering at programa Higit Pa Tungkol sa ohoilett »

Kumusta, nagtuturo ako ng isang kurso na Bioinstrumentation para sa mga mag-aaral sa gitnang paaralan sa taglamig bilang isang bahagi ng Purdue GERI (Gifted Education Resource Institute). Sa kursong ito, ipinakikilala ko ang mga mag-aaral sa mga pangunahing kaalaman sa mga circuit at kung paano namin ginagamit ang mga circuit sa Biomedical Engineering. Nalaman ko na ang isang nightlight ay isang magandang pambungad na circuit para sa mga mag-aaral na natututo tungkol sa electronics. Nagsasama ito ng ilang pangunahing mga sangkap tulad ng resistors at LEDs. Kasama rin dito ang isang mas intermenteng bahagi, lalo ang pagpapatakbo amplifier at isang kapaki-pakinabang na sensor, lalo na isang photoresistor. Ipinapakita ng mekanismo ng circuit ang mga mag-aaral kung paano namin magagamit ang mga circuit upang makipag-ugnay sa labas ng mundo at makagawa ng isang uri ng output. Sa kasong ito, bumubukas ang nightlight kapag bumabawas ang mga antas ng ambient light at papatayin kapag tumataas ang mga antas ng ambient light. Gustung-gusto ng lahat na awtomatikong i-on at i-off ang mga LED. Sinabi ko sa mga magulang na mai-post ko ang iba't ibang mga aralin sa online (at nasa ilang buwan ako sa likod ng o_O) kaya narito na ang una! Inaasahan kong nasiyahan ka sa aking Instructable para sa GoodNightLight.

Hakbang 1: Photoresistor o Light-Dependent Resistor (LDR)

Ang photoresistor ay isang simpleng sangkap na nagbabago ng paglaban sa ilaw ng insidente. Naglalaman ang risistor ng mga materyal na potensensitibo na sanhi ng paglaban ng materyal na mabawasan nang may nadagdagang ilaw (mas maraming ilaw). Sa kabaligtaran, ang paglaban ng materyal ay tumataas sa pagbawas ng ilaw (nagiging mas madidilim). Mananagot ang photosensor para sa pagtuklas ng mga pagbabago sa ilaw ng paligid, na magpapalakas ng ilaw ng gabi. Huwag mag-atubiling masukat ang paglaban ng photoresistor gamit ang isang multimeter upang makita kung paano nagbabago ang paglaban nito kapag natatakpan at natuklasan mo ang photoresistor gamit ang iyong daliri o iba pang opaque na bagay.

Hakbang 2: Divider ng Boltahe

Ang isang divider ng boltahe ay isang simpleng paraan ng pakikipag-ugnay sa isang resistive transducer, na isang bahagi na isinalin ang isang anyo ng enerhiya sa isang paglaban. Sa circuit na ito, ang aming resistive transducer ay ang aming photoresistor. Ang isang divider ng boltahe ay binubuo ng dalawang resistors sa serye (magkonekta nang sunud-sunod). Ang isang mapagkukunan ng boltahe, tulad ng isang baterya, ay konektado sa isa sa mga resistors sa divider at ang iba pang risistor ay konektado sa lupa. Ang equation para sa isang divider ng boltahe ay ang mga sumusunod: Vout = Vin * R2 / (R2 + R1)

Tulad ng nakikita natin mula sa equation, direktang natutukoy ng R1 at R2 ang output ng divider ng boltahe. Sinusuri ang equation nang kaunti pa, nakikita natin na habang tumataas ang R2, papalapit si Vout kay Vin. Nabanggit namin sa aming nakaraang hakbang na ang paglaban ng photoresistor ay nagdaragdag sa pagbawas ng ilaw sa paligid. Ilalagay namin ang aming photoresistor sa posisyon na R2 ng divider ng boltahe na ito.

Hakbang 3: LED ng Comparator at Output

Ang isang kumpara ay isang simpleng circuit na naghahambing ng dalawang voltages. Kung ang boltahe sa di-pag-invert na input (ang input ng op amp na may tanda na "+") ay mas malaki kaysa sa boltahe sa inverting input (ang input ng op amp na may tanda na "-"), ang output ng ang kumpare ay i-on ang LED. Kung totoo ang kabaligtaran, ang output ng kumpare ay papatayin ang LED. Kung hindi mo pa nagamit ang mga LED dati, alamin na lumiliwanag ito kapag dumaan sa kanila ang isang maliit na daloy. Matuto nang higit pa tungkol sa mga LEDs mula sa mahusay na Makatuturo na ito.

Para sa aming kumpare, gagamit kami ng isang LM324 amplifier. Ang LM324 ay isang quad amplifier, nangangahulugang mayroon itong 4 na amplifier na itinayo sa isang solong pakete. Kakailanganin lamang namin ang isa sa 4 na mga amplifier. Wire up ang LM324 tulad ng ipinakita sa eskematiko.

Hakbang 4: Mga Konklusyon at Pangwakas na Saloobin

Sa itinuturo na ito, na-demo ko na lamang ang pag-on ng isang LED na may pagbabago ng dami ng ilaw sa paligid. Mangyaring gamitin ang iyong pagkamalikhain upang gawin itong isang tunay na "nightlight".

Hakbang 5: Pag-troubleshoot

1. Sa Instructable na ito, inirerekumenda kong magdagdag ng isang 10k risistor sa serye sa iyong photoresistor. Nakasalalay sa "nominal" na paglaban ng iyong photoresistor, maaaring kailanganin mong baguhin ang 10k risistor sa iba pa. Inirerekumenda ko ang pagsukat ng paglaban ng photoresistor sa iyong multimeter kapag ang iyong photoresistor ay nakalantad sa paligid at kapag ang sensor ay natakpan ng ilang mga banyagang bagay. Nais mong pumili ng isang serye ng risistor na mas malaki kaysa sa paglaban ng photoresistor kapag nakalantad sa ilaw sa paligid, ngunit mas maliit kaysa sa paglaban ng photoresistor kapag natakpan ito. Halimbawa, para sa ginamit kong photoresistor, paglaban kapag nahantad sa ilaw sa paligid ay nasa 8k. Kapag tinakpan ko ang photoresistor gamit ang aking daliri, ang paglaban ay tumaas sa 48k.

2. Siguraduhin na ang na ikonekta mo ang mga divider ng boltahe sa tamang mga input ng op amp. Bigyang pansin ang mga koneksyon sa Hakbang 3.

3. Mag-ingat sa polarity ng LED. Ang mas maikling paa ay "negatibo" at dapat na kumonekta sa lupa.