Diy inteligentná elektronická sviečka pomocou ldr

Sviečky sú veľmi užitočné už od vekov, viedli ľudí počas noci ešte predtým, ako Edison prišiel s nápadom na žiarovky. Dnes, od kostolov až po kuchyne, sa sviečky používajú nielen na zabezpečenie svetla, ak je to potrebné, ale tiež zvyšujú estetiku a pôsobia hrejivo. Aj keď bežné sviečky fungujú dobre, roztopia sa dosť rýchlo, takže je miesto nepríjemné a niekedy, ak je bez dozoru, môže to tiež viesť k požiaru. V tomto výučbe teda vyrobíme bezplameňovú elektronickú sviečku pomocou jednoduchej elektroniky a LED. Ďalej sa táto inteligentná sviečka automaticky zapne v noci alebo počas tmy a počas dňa sa sama vypne. Má rovnaký koncept, aký sme predtým používali v mnohých obvodoch detektorov tmy:

• Obvod tmavého a svetlého indikátora
• Detektor tmy využívajúci LDR a 555 Timer IC
• Obvod zariadenia na osvetlenie kľúčovej dierky
• Automatické schodiskové svetlo

Potrebné materiály

1. LM358 IC
2. LDR (fotoodpor)
3. Rezistor 1M a 1K
4. LED diódy
5. 10K hrniec
6. Napájací konektor 12V a DC adaptér
7. Kartový list a lepenka

LM358 - Op-Amp Comparator

Mozgom v pozadí tohto obvodu je obvod LM358 IC, ktorý v tomto konkrétnom prevedení funguje ako komparátor. Pozrime sa na to krátko, než sa ponoríme hlbšie. LM358 je integrovaný obvod operačného zosilňovača (Op Amp). Tento IC obsahuje dva operačné zosilňovače, ktoré môžu niesť napätie medzi 3,3 V až 32 V a má skutočne nízky odtok napájacieho prúdu 500 μA. IC vyzerá vnútorne ako na obrázku nižšie:

Všeobecne sa používa pri zostavovaní jednoduchých obvodov komparátorov a zosilňovačov a možno ho nájsť aj v obvodoch aktívnych filtrov, formovačoch vĺn atď., V tomto projekte použijeme LM358 ako komparátor napätia. Porovnávač napätia sa používa na porovnanie dvoch napätí a na zistenie, ktoré je väčšie ako druhé, a potom podľa toho otočí výstup na vysokú alebo nízku hodnotu. Pokiaľ teda na invertujúce a neinvertujúce vstupy napájame napätie a ak je napätie na neinvertujúcom vstupe väčšie ako napätie na invertujúcom vstupe, výstup bude vysoký a ak naopak, výstup bude nízky. Tento projekt funguje výlučne na tomto princípe. Vzorec na porovnávanie napätia je daný ako:

V _OUT = A _O (V _{in +} - V _in-)

Kde A _O je zisk otvorenej slučky operačného zosilňovača. V _{in +} je vstupné napätie na neinvertujúcej vstupnej svorke a V _in- je vstupné napätie na invertujúcu vstupnú svorku. Takže ak je V _{in +} väčšie ako V _in-, bude výstup vysoký, inak bude nízky.

LDR

Ak je operačný zosilňovač mozgom nášho obvodu, potom je LDR zmyslovým orgánom. Rezistor závislý od svetla (LDR) alebo fotoodpor je rezistor riadený svetlom. Jeho odpor klesá so zvyšovaním intenzity svetla a naopak. V skutočnosti, keď na LDR dopadá svetlo, potom polovodič absorbuje fotóny svetla a viazané elektróny preskočia na vodivé pásmo a odpor sa zníži v dôsledku fotokondukcie. Ak sa chcete dozvedieť viac o LDR a jeho fungovaní, kliknite na odkaz.

Schéma zapojenia a vysvetlenie

Okruh nie je skutočne tvrdý; kompletná schéma zapojenia pre elektronickú sviečku je uvedená nižšie.

Ako je znázornené v schéme zapojenia, pripojte rezistor 1K na pin 1 IC a potom pripojte kladný koniec LED k tomuto odporu a záporný k zemi. Teraz pripojte stredný kolík 10K banky k kolíku 2 IC a pripojte uzemnenie a 12V k ostatným kolíkom banky. Pripojte rezistor 1M k 12V a s týmto rezistorom zapojte sériovo LDR. Teraz pripojte druhý koniec LDR k zemi obvodu. Pripojte spoločný bod odporu LDR a 1M k vývodu 3 IC. Pripojte 12V na pin 8 a zem na pin 4 na IC a ste pripravení. Čo sa týka rezistorov, nemusíte byť veľmi selektívni, pripojili sme sa. Ale uistite sa, že rezistor pripojený k LDR je v mega ohmoch a rezistor s LED je v niekoľkých tisícoch.

Celý obvod sme postavili na bodkovanej doske, aby bol kompaktný a ľahko použiteľný. Je to naozaj jednoduchý obvod, stačí si oprášiť svoje spájkovacie schopnosti a začať ho navrhovať. Najskôr pripojte 12V samičí napájací konektor DC na perfboard. Pri navrhovaní obvodu pamätajte na konfiguráciu pinov tohto konektora. Je to znázornené na obrázku nižšie:

Konektory operačného zosilňovača sú už diskutované vyššie a rezistory a LDR nemajú polaritu. Akonáhle je vaša spájkovacia práca dokončená, doska by mala vyzerať asi takto, ako je to znázornené na obrázku nižšie.

Inteligentná elektrická sviečka - funkčná

Po návrhu obvodu na perfboarde a jeho pripájaní pripojte 12V adaptér k zásuvke a vaša LED musí svietiť. Teraz na kalibráciu komparátora upravte 10K pot na úroveň, kde LED práve zhasla. Teraz zakryte LDR rukou a uvidíte rozsvietenie LED. Citlivosť LDR môžete upraviť nastavením hrnca.

Poďme teda pochopiť, ako táto sviečka funguje. Ako už vieme, v tme sa odpor LDR zvyšuje na mega ohmy a klesá s nárastom intenzity svetla na niekoľko stoviek ohmov. Takže vo svetle, pretože odpor je veľmi nízky, je napätie na neinvertujúcom signáli veľmi nízke v porovnaní s invertujúcim terminálom kvôli 10K banke, ktorú sme pripojili. Takže v tomto prípade je výstupné napätie tiež nízke, preto sa LED nerozsvieti. Ale v prípade tmy sa odpor zvýši na mega ohmov, čo je v porovnaní s 10K potenciometrom ticho, preto LED svieti.

Nastavením hrnca sa manipuluje s citlivosťou. Citlivosťou myslím to, pri akej intenzite svetla váš komparátor rozsvieti LED. Ak nastavíte hrniec blízko zapnutej LED diódy, bude detekovať aj minútovú tmu. Ak ho však nastavíte ďaleko pred rozsvietením LED, bude schopný detekovať iba vysokú tmu. Citlivosť môžete otestovať aj tak, že ruku dáte pred LDR. Je vysoko citlivý, ak detekuje vašu ruku ďaleko, a je menej citlivý, ak ho potrebujete zakryť, aby svietila LED dióda.

Ak chcete použiť viac ako jednu LED, potom to nie je problém. Pripojte dve tri LED do série a nakoniec ich pripojte tam, kde sme pripájali jednu LED a jej Perfecto. Uistite sa však, že váš komparátor môže napájať dostatok prúdu na napájanie všetkých LED diód.

Na výrobu sviečky môžete použiť čokoľvek na zakrytie LED. Použil som kartón a vreckovku. Kartáč vyrolujte podľa veľkosti LED a nakrájajte ho zhora trochu do tvaru plameňa alebo do ľubovoľného požadovaného tvaru, aby vyzeral atraktívne. Zakryte touto LED sviečku a vytvorili ste si vlastnú inteligentnú elektronickú sviečku.

Tento obvod som simuloval aj na proteuse 8. Môžete si ho tiež navrhnúť svojpomocne. Postupujte podľa schémy zapojenia vyššie a nastavte intenzitu svetla LDR na 1 000 a začnite ju znižovať, až kým sa nestane nulovou a LED nebude svietiť, ako je to znázornené na videu nižšie.