Noćno osvjetljenje pokreta i tame - bez mikro: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Ova uputa sprečava vas da zabodete nožni prst pri hodanju kroz mračnu prostoriju. Mogli biste reći da je to zbog vaše vlastite sigurnosti ako ustanete noću i pokušate sigurno doći do vrata. Naravno da biste mogli koristiti noćnu svjetiljku ili glavna svjetla jer imate prekidač pored sebe, ali koliko je udobno zaslijepiti oči žaruljom od 60 W kada ste se tek probudili?

Riječ je o LED traci koju postavite ispod kreveta i kojom upravljaju dva senzora koji detektiraju kretanje i nivo mraka u vašoj sobi. Radit će pri maloj snazi i svjetlini kako bi osigurao vrlo ugodno svjetlo noću. Postoji i mogućnost kontrole praga svjetline kako bi bio prikladan za svako okruženje. Za provođenje ovog projekta nije potreban mikrokontroler. To smanjuje broj potrebnih komponenti i složenost. Nadalje, to je prilično lak zadatak ako već imate određeno znanje o elektroničkim sklopovima hardvera.

Korak 1: Princip funkcije i komponente

Osnovni princip rada ovog svjetla je da ima dva Mosfeta u nizu sa LED diodom. Mosfeti, koji moraju biti logičkog nivoa - objašnjenje kasnije - uključuju se s dva različita podkruga od kojih jedan reagira na mrak, a drugi na kretanje. Ako se osjeti samo jedan od njih, uključen je samo jedan tranzistor, a drugi i dalje blokira protok struje kroz LED. Ova kombinacija je vrlo bitna jer biste potrošili bateriju ako svjetlo aktivirate danju ili bez kretanja noću. Komponente i sklop su odabrani na način da možete optimizirati parametre za svoju lokaciju i tamošnje uslove.

Nadalje, kućište je 3D ispisano kako bi se uklopilo u komponente, što zapravo nije potrebno iz funkcionalnih razloga, ali ima praktičnu svrhu.

AŽURIRANJE: Nova verzija kućišta dizajnirana je nakon što sam objavio ovaj post. 3D štampano kućište sada sadrži i LED diode što ga čini rješenjem "sve u jednom". Slike sa predstavljanja ovog posta (novi model) razlikuju se od slika u koraku 7 "Napajanje i kućište" (stari model)

Opis materijala:

4x 1,5V baterije1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm fiksni otpornik (R1) 1x 100 kOhm potenciometar 1x 100 kOhm fiksni otpornik (R2) 1x TS393CD - komparator sa dva napona1x HC -SR501 - PIR senzor pokreta 1x 2 kOhm fiksni otpornik (R6) 2x 220 Ohm fiksni otpornik (R3 i R4) 2x IRLZ34N n-kanalni Mosfet4x kabelski držači plosnati kabelski držači4 (suprotni dio)

Korak 2: Osjetite svjetlinu

Da bih osjetio svjetlinu sobe, upotrijebio sam otpornik ovisan o svjetlu (LDR). Napravio sam razdjelnik napona s 1MOhm fiksnim otpornikom. To je potrebno jer u mraku otpor LDR doseže slične veličine. Pad napona na LDR -u proporcionalan je "mraku".

Korak 3: Postavljanje referentnog napona za prag tame

Noćno svjetlo će zasjati kada se prekorači određeni prag tame. Izlaz LDR razdjelnika napona treba uporediti s određenom referencom. U tu svrhu koristi se drugi razdjelnik napona. Jedan od njegovih otpora je potenciometar. To čini prag napona (proporcionalan tami) promjenjivim. Potenciometar (R_pot) ima maksimalni otpor od 100 kOhm. Fiksni otpornik (R2) je također 100 kOhm.

Korak 4: Prekidač ovisan o svjetlini

Napon dva opisana razdjelnika napona dovodi se u operativno pojačalo. LDR signal je spojen na invertirajući ulaz, a referentni signal na neinvertirajući ulaz. OpAmp nema povratnu spregu, što znači da će pojačati razliku dva ulaza za magnitude veće od 10E+05 i na taj način funkcionirati kao usporednik. Ako je napon na invertirajućem ulazu veći u odnosu na drugi, spojit će svoj izlazni pin s gornjom šinom (Vcc) i time uključiti Mosfet Q1. Suprotni slučaj će proizvesti potencijal uzemljenja na izlaznom pinu komparatora koji isključuje Mosfet. U stvari, postoji mala regija u kojoj će komparator izlaziti između GND i Vcc. To se događa kada su oba napona gotovo iste vrijednosti. Ovo područje bi moglo utjecati na smanjenje svjetlosti LED dioda.

Odabrani TS393 OpAmp je dvonaponski usporednik. Mogu se koristiti i drugi prikladni, a možda i jeftiniji. TS393 je samo ostatak starog projekta.

Korak 5: Detekcija pokreta

HC-SR501 pasivni infracrveni senzor ovdje je vrlo jednostavno rješenje. Na njemu je ugrađen mikrokontroler koji zapravo vrši detekciju. Ima dva pina za napajanje (Vcc i GND) i jedan izlazni pin. Izlazni napon je 3,3 V, zašto sam zapravo morao koristiti Mosfet tip logičkog nivoa. Tip logičkog nivoa osigurava da se Mosfet pokreće u svom području zasićenja sa samo 3,3V. PIR senzor se sastoji od nekoliko piroelektričnih elemenata koji na promjenu napona reagiraju na infracrveno zračenje koje, na primjer, prenose ljudska tijela. To također znači da bi mogao otkriti stvari poput radijatora za hladno grijanje koji su preplavljeni toplom vodom. Trebali biste provjeriti okolinske okolnosti i prema tome odabrati orijentaciju senzora. Ugao posmatranja ograničen je na 120 °. Ima dva trimera koje možete koristiti za povećanje osjetljivosti i vremena odgode. Možete promijeniti osjetljivost kako biste povećali raspon područja koje želite promatrati. Trimer za kašnjenje može se koristiti za podešavanje vremena za koje senzor emitira logički visoki nivo.

U konačnoj verziji dijagrama ožičenja možete vidjeti da između izlaza senzora i vrata Q2 postoji otpornik u seriji koji ograničava struju izvučenu iz senzora (R4 = 220 Ohma).

Korak 6: Montaža elektronike

Nakon razumijevanja funkcionalnosti svake komponente, može se izgraditi cijeli krug. Ovo treba prvo učiniti na ploči! Ako počnete sastavljanjem na ploči, bit će teže promijeniti ili kasnije optimizirati krug. Zapravo, sa slike moje ploče možete vidjeti da sam malo preradio i stoga izgleda pomalo neuredno.

Izlaz komparatora mora biti opremljen pull -up otpornikom R6 (2 kOhm) - ako koristite drugi komparator, provjerite tehnički list. Dodatni otpornik R3 postavljen je između komparatora i Mosfeta Q1 iz istog razloga kao što je opisano za PIR. Otpor R5 ovisi o vašoj LED diodi. U ovom slučaju korišten je kratki dio LED trake. Ima LED diode kao i otpornik R5 koji su već ugrađeni. Dakle, u mom slučaju R5 nije sastavljen.

Korak 7: Napajanje i stanovanje

AŽURIRANJE: Kućište prikazano na samom početku ovog članka je redizajn. Urađeno je kako bi se došlo do rješenja u cjelini. LED diode sijaju iznutra kroz "prozirni" plastični sloj. Ako se to ne odnosi na vas, prvi koncept prvog prototipa prikazan je ovdje u ovom koraku. (Ako postoji interes za novi dizajn, mogu ga i priložiti)

Kao što je ranije spomenuto, četiri AAA 1,5V baterije napajat će sistem. U stvari, možda bi vam bilo draže koristiti jednu bateriju od 9 V i postaviti regulator napona ispred cijelog kruga. Tada također ne morate 3-D ispisivati kućište baterije koje je spojeno na baterije pomoću kabelskih papučica.

Kućište je prvi jednostavan prototip i ima neke rupe za senzore. Na prvoj slici možete vidjeti veliku rupu sprijeda za senzor pokreta i gornju lijevu rupu za LDR. LED traka bi trebala biti izvan kućišta sa istom udaljenošću do nje jer bi mogla utjecati na LDR.