GoodNightLight: jednostavan krug noćnog svjetla: 5 koraka

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

Autor ohoilettSledi Još autora:

O: Diplomirani student na Univerzitetu Purdue, biomedicinski inženjer, entuzijast elektronike, edukator, pokušava naučiti nešto o inženjeringu i programiranju Više o ohoilett -u »

Zdravo svima, ja zimi predajem tečaj bioinstrumentacije za učenike srednjih škola u sklopu Purdue GERI (Instituta za nadarene obrazovne resurse). Na ovom tečaju upoznajem studente s osnovama kola i načinom na koji koristimo kola u biomedicinskom inženjeringu. Otkrio sam da je noćno svjetlo dobar uvod za studente koji uče o elektronici. Sadrži nekoliko osnovnih komponenti poput otpornika i LED dioda. Takođe uključuje i srednju komponentu, naime operativno pojačalo i koristan senzor, naime fotootpornik. Mehanizam kola pokazuje učenicima kako možemo koristiti kola za interakciju s vanjskim svijetom i proizvesti neku vrstu izlaza. U ovom slučaju, noćno svjetlo se uključuje kada se nivoi ambijentalnog svjetla smanje i isključuju se kada se nivoi ambijentalnog svjetla povećavaju. Svi vole vidjeti kako se LED diode automatski uključuju i isključuju. Rekao sam roditeljima da ću objaviti razne lekcije na internetu (a kasnim nekoliko mjeseci o_O) pa evo idem s prvim! Nadam se da ćete uživati u mojim Instructable za GoodNightLight.

Korak 1: Fotootpornik ili otpornik ovisan o svjetlu (LDR)

Fotootpornik je jednostavna komponenta koja mijenja otpor s upadnom svjetlošću. Otpornik sadrži fotoosjetljive materijale koji uzrokuju smanjenje otpornosti materijala s povećanjem svjetlosti (više svjetla). Nasuprot tome, otpor materijala raste sa smanjenjem svjetlosti (postaje tamniji). Fotosenzor je odgovoran za detekciju promjena u ambijentalnom svjetlu, koje će aktivirati noćno svjetlo. Otpor fotorezistera izmjerite multimetrom kako biste vidjeli kako se njegov otpor mijenja kada prekrivate i otkrijete fotootpornik prstom ili drugim neprozirnim predmetom.

Korak 2: Razdjelnik napona

Razdjelnik napona jednostavan je način povezivanja s otporničkim pretvaračem, koji je komponenta koja jedan oblik energije pretvara u otpor. U ovom krugu, naš otpornički pretvarač je naš fotootpornik. Razdjelnik napona sastoji se od dva otpornika u nizu (spojena jedan za drugim). Izvor napona, poput baterije, spojen je na jedan od otpornika u razdjelniku, a drugi otpornik na masu. Jednačina za djelitelj napona je sljedeća: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

Kao što vidimo iz jednadžbe, R1 i R2 izravno određuju izlaz razdjelnika napona. Ako još malo proučimo jednadžbu, vidimo da se s povećanjem R2 Vout približava Vinu. Spomenuli smo u prethodnom koraku da otpor fotootpornika raste sa smanjenjem ambijentalnog svjetla. Naš fotootpornik postavit ćemo u položaj R2 ovog razdjelnika napona.

Korak 3: Uporedna i izlazna LED

Komparator je jednostavno kolo koje uspoređuje dva napona. Ako je napon na neinvertirajućem ulazu (ulaz op-pojačala sa znakom "+") veći od napona na invertirajućem ulazu (ulaz op-pojačala sa znakom "-"), izlaz komparator će uključiti LED. Ako je suprotno, izlaz komparatora će isključiti LED diodu. Ako dosad niste koristili LED diode, znajte da svijetle kad kroz njih prođe mala struja. Saznajte više o LED diodama iz ovog izvrsnog instruktora.

Za naš komparator upotrijebit ćemo pojačalo LM324. LM324 je četvero pojačalo, što znači da ima 4 pojačala ugrađena u jedan paket. Trebat će nam samo jedno od 4 pojačala. Ožičite LM324 kao što je prikazano na shemi.

Korak 4: Zaključci i završne misli

U ovom uputstvu demonstrirao sam jednostavno uključivanje LED diode s promjenjivom količinom svjetla u okruženju. Molimo vas da iskoristite svoju kreativnost da je pretvorite u pravo "noćno svjetlo".

Korak 5: Rješavanje problema

1. U ovom Instructable -u preporučio sam dodavanje 10k otpornika u seriji sa vašim fotootpornikom. Ovisno o "nominalnom" otporu vašeg fotootpornika, možda ćete morati promijeniti 10k otpornik na nešto drugo. Preporučio bih mjerenje otpora fotootpornika vašim multimetrom kada je vaš fotootpornik izložen okolini i kada je senzor prekriven nekim stranim predmetom. Želite odabrati serijski otpornik koji je veći od otpora fotootpornika kada je izložen ambijentalnom svjetlu, ali manji od otpora fotootpornika kada je prekriven. Na primjer, za fotootpornik koji sam koristio otpor je bio izložen ambijentalnom svjetlu oko 8k. Kad sam prstom prekrio fotootpornik, otpor mu se povećao na 48k.

2. Pazite da spojite naponske razdjelnike na odgovarajuće ulaze op -pojačala. Obratite posebnu pažnju na veze u koraku 3.

3. Pazite na polaritet LED diode. Kraća noga je "negativna" i trebala bi se spojiti na uzemljenje.