DIY älykäs elektroninen kynttilä käyttämällä ldr

Kynttilöistä on ollut paljon hyötyä iästä lähtien, se on ohjannut ihmisiä yöllä jo ennen kuin Edison keksi idean polttimoista. Kynttilöitä käytetään nykyään kirkoista keittiöihin paitsi valon tuottamiseksi tarvittaessa myös täydentämään estetiikkaa ja antamaan lämmin tunne. Vaikka tavalliset kynttilät toimivat hyvin, ne sulavat melko nopeasti ja tekevät paikasta ikävän, ja joskus ilman valvontaa se voi myös johtaa tulipalovaaroihin. Joten tässä opetusohjelmassa aiomme tehdä liekittömän elektronisen kynttilän käyttämällä yksinkertaista elektroniikkaa ja LEDiä. Lisäksi tämä älykynttilä kytkeytyy päälle automaattisesti yöllä tai pimeässä ja sammuu päivällä. Sillä on sama käsite, jota olemme aiemmin käyttäneet monissa pimeydenilmaisupiireissä:

• Pimeä ja vaalea osoitinpiiri
• Tumma ilmaisin, joka käyttää LDR- ja 555 Timer IC -laitteita
• Yksinkertainen avaimenreikävalaisinlaite
• Automaattinen portaikon valo

Tarvittavat materiaalit

1. LM358 IC
2. LDR (valovastus)
3. 1M ja 1K vastus
4. LEDit
5. 10K potti
6. 12 V: n naaras DC-virtaliitin ja 12 V: n sovitin
7. Kartonki ja Perfboard

LM358 - Op-Amp-vertailija

Tämän piirin aivot ovat LM358 IC, joka toimii vertailijana tässä erityisessä suunnittelussa. Katsotaanpa sitä lyhyesti ennen kuin sukelamme syvemmälle. LM358 on operatiivisen vahvistimen (Op Amp) IC. Tämä mikropiiri koostuu kahdesta operatiivisesta vahvistimesta, jotka pystyvät kantamaan jännitteen välillä 3,3 - 32 V, ja sillä on todella pieni syöttövirta 500 μA. IC näyttää sisäisesti alla olevan kuvan tavoin:

Sitä käytetään yleensä yksinkertaisten vertailu- ja vahvistinpiirien rakentamiseen ja se löytyy myös aktiivisista suodatinpiireistä, aaltomuodostajista jne., Tässä projektissa käytämme LM358: ta jännitteen vertailijana. Jännitevertailijaa käytetään vertaamaan kahta jännitettä ja selvittämään, mikä on suurempi kuin toinen, ja kääntämään sitten lähtöä korkeaksi tai matalaksi siitä riippuen. Joten jos käytämme jännitettä käänteisiin ja ei-invertoiviin tuloihin ja jos ei-invertoivan tulon jännite on suurempi kuin käänteisen tulon jännite, lähtö menee korkeaksi ja jos päinvastoin lähtö menee matalaksi. Tämä projekti toimii täysin tämän periaatteen mukaisesti. Kaava jännite vertailu annetaan:

V _OUT = A _O (V ₊ - V _in-)

Jossa A _O on avoimen silmukan vahvistuksen operaatiovahvistimen. V _{in +} on tulojännite ei-käänteisessä tuloliittimessä ja V _in- on tulojännite käänteisessä tuloliittimessä. Joten, jos V _{in +} on suurempi kuin V _in, niin lähtö on korkea, muuten se on pieni.

LDR

Jos Op-amp on piirimme aivot, LDR on aistielin. Light Dependent Resistor (LDR) tai valovastus on valoohjattu vastus. Sen vastus pienenee valon voimakkuuden kasvaessa ja päinvastoin. Itse asiassa, kun valoa sattuu LDR: ään, puolijohde absorboi valon fotoneja ja sitoutuneet elektronit hyppäävät johtokaistaan ​​ja vastus pienenee valojohtamisen vuoksi. Jos haluat tietää enemmän LDR: stä ja sen toiminnasta, seuraa linkkiä.

Piirikaavio ja selitys

Piiri ei ole todella kova; elektronisen kynttilän täydellinen kytkentäkaavio on annettu alla.

Kuten piirikaaviossa on esitetty, liitä 1K-vastus mikropiirin nastaan ​​1 ja kytke sitten LEDin positiivinen pää tähän vastukseen ja negatiivinen maahan. Liitä nyt 10K potin keskimmäinen nasta IC: n nastaan ​​2 ja liitä maa ja 12 V potin muihin nastoihin. Liitä 1 M vastus 12 V: een ja kytke LDR sarjaan tämän vastuksen kanssa. Liitä nyt LDR: n toinen pää piirin maahan. Liitä LDR- ja 1M-vastuksen yhteinen piste IC: n napaan 3. Liitä 12 V liittimeen 8 ja maadoita IC: n napaan 4 ja olet valmis. Sinun ei tarvitse olla kovin valikoiva vastusten suhteen, olemme yhdistäneet. Mutta varmista, että LDR: ään kytketty vastus on megaohmia ja LED: llä varustettu vastus muutamassa tuhannessa.

Olemme rakentaneet koko piirin katkoviivalle, jotta se olisi kompakti ja helppokäyttöinen. Se on todella yksinkertainen piiri, sinun tarvitsee vain tehostaa juottotaitojasi ja aloittaa sen suunnittelu. Ensinnäkin, asenna 12 V: n naaras DC-virtaliitin perfopöydälle. Muista tämän liittimen tapin kokoonpano piiriä suunniteltaessa. Se on esitetty alla olevassa kuvassa:

Op-amp: n pinoutsista on jo keskusteltu yllä, eikä vastuksilla ja LDR: llä ole napaisuutta. Kun juotostyö on valmis, levyn tulisi näyttää tältä tältä, kuten alla olevassa kuvassa.

Älykäs sähkökynttilä - toimii

Kun olet suunnitellut virtapiirin piirin ja juotanut sen, liitä 12 V: n sovitin naarasliittimeen ja LED: n on palava. Nyt, että kalibroida komparaattori säätää 10K potin tasolle, jossa LED vain sammuu. Peitä nyt LDR kädelläsi ja näet LED-valon syttyvän. Voit säätää LDR: n herkkyyttä säätämällä pottia.

Anna nyt ymmärtää kuinka tämä kynttilä toimii. Kuten jo tiedämme, pimeydessä LDR: n vastus kasvaa megaohmiksi ja se pienenee valon voimakkuuden kasvaessa muutamaan sataan ohmiin. Joten valossa, koska vastus on hyvin pieni, niin jännite ei-invertoivan signaalin yli on hyvin pieni verrattuna käänteiseen päätteeseen kytketyn 10K-potin takia. Joten tässä tapauksessa lähtöjännite on myös matala, joten LED ei syty. Mutta pimeydessä vastus kasvaa megaohmiksi, joka on hiljainen korkea verrattuna 10K-pottiin, joten LED palaa.

Potin säätäminen manipuloi herkkyyttä. Herkkyydellä tarkoitan, millä valon voimakkuudella vertailijasi kytkee LEDin päälle. Jos säädät kattilan lähellä syttyvää LEDiä, se havaitsee myös pienen pimeyden. Mutta jos säädät sitä kauas ennen kuin LED syttyy, se pystyy havaitsemaan vain suuren pimeyden. Voit myös testata herkkyyttä tuomalla kätesi LDR: n eteen. Se on erittäin herkkä, jos se havaitsee kätesi kaukana, ja se on vähemmän herkkä, jos sinun on peitettävä se LEDin hehkuttamiseksi.

Jos haluat käyttää useampaa kuin yhtä LEDiä, se ei ole ongelma. Liitä kaksi tai kolme LEDiä sarjaan ja lopuksi kytke ne paikkaan, jossa yhdistimme yhden LEDin ja sen täydellisen. Mutta varmista, että vertailijasi voisi hankkia riittävästi virtaa kaikkien LEDien virran saamiseksi.

Kynttilän tekemiseen voit käyttää mitä tahansa LEDin peittämiseen. Olen käyttänyt kortti- ja pehmopaperia. Rullaa korttiarkku ledin koon mukaan ja leikkaa se ylhäältä hieman liekin muotoiseksi tai haluamaasi muotoon, jotta se voi näyttää houkuttelevalta. Peitä LED tällä kynttilällä ja olet tehnyt oman älykkään elektronisen kynttilän.

Olen myös simuloinut tätä virtapiiriä proteus 8: lla. Voit myös suunnitella sen itse. Seuraa vain yllä olevaa kytkentäkaaviota ja aseta LDR: n valon voimakkuus arvoon 1000 ja aloita sen laskemista, kunnes se muuttuu nollaksi, ja näet LED-valon palaavan alla olevan videon mukaisesti.