Зроби сам розумну електронну свічку за допомогою ldr

Свічки були дуже корисні споконвіку, це скеровувало людей вночі ще до того, як Едісон придумав ідею для цибулин. Сьогодні, від церков до кухонь, свічки використовуються не тільки для забезпечення світла, коли це необхідно, але й додають естетики та забезпечують тепле відчуття. Хоча звичайні свічки чудово працюють, вони досить швидко тануть, роблячи місце неприємним, а часом, якщо воно знаходиться без нагляду, це також може призвести до пожежі. Отже, у цьому підручнику ми збираємося виготовити безполярну електронну свічку, використовуючи просту електроніку та світлодіод. Далі ця Розумна свічка автоматично ввімкнеться вночі або під час темряви і вимкнеться вдень. Він має ту саму концепцію, яку ми раніше використовували в багатьох схемах детектора темряви:

• Темно-світла схема індикатора
• Темний детектор за допомогою LDR і 555 IC таймера
• Простий ланцюг пристрою освітлення замкової щілини
• Автоматичне освітлення сходів

Необхідні матеріали

1. LM358 IC
2. LDR (фоторезистор)
3. Резистор 1М і 1К
4. Світлодіоди
5. 10K горщик
6. Роз'єм живлення постійного струму 12 В і адаптер 12 В
7. Лист картки та Perfboard

LM358 - компаратор Op-Amp

Мозком, що стоїть за цією ланцюгом, є мікросхема LM358, яка виконує функцію порівняння в цій конкретній конструкції. Давайте розглянемо це коротко, перш ніж зануритися глибше. LM358 - це операційний підсилювач (Op Amp) IC. Ця мікросхема складається дві операційні підсилювачі, які можуть нести напруга між 3.3V до 32V і має дуже низький струм харчування стік 500μA. ІЦ зовні виглядає як на зображенні нижче:

Зазвичай він використовується для побудови простих схем компаратора та підсилювача, а також може бути знайдений в активних схемах фільтрів, формувачах хвиль тощо, у цьому проекті ми будемо використовувати LM358 як компаратор напруги. Компаратор напруги використовується для порівняння двох напруг і з'ясування, яка більша за іншу, а потім перетворення вихідної напруги на високу або низьку в залежності від цього. Отже, якщо ми застосовуємо напругу до інвертуючих та неінвертуючих входів і якщо напруга на неінвертуючим вході більше, ніж напруга на інвертуючому вході, тоді вихід стає високим, а якщо навпаки, вихід падає низьким. Цей проект повністю працює за цим принципом. Формула для порівняння напруги визначається як:

V _OUT = A _O (V _{в +} - V _в-)

Де A _O - коефіцієнт підсилення розімкнутого контуру операційного підсилювача. V _{в +} - це вхідна напруга на неінвертуючій вхідній клемі, а V _in- - вхідна напруга на інвертуючій вхідній клемі. Отже, якщо V _{в +} більше, ніж V _в, тоді вихід буде високим, інакше він буде низьким.

LDR

Якщо Op-підсилювач - це мозок нашої ланцюга, то LDR - орган чуття. Світлозалежний резистор (LDR) або фоторезистор - світлорезисторний резистор. Його опір зменшується зі збільшенням інтенсивності світла і навпаки. Насправді, коли світло падає на LDR, напівпровідник поглинає фотони світла, а зв'язані електрони стрибають до зони провідності, а опір зменшується внаслідок фотопровідності. Щоб дізнатись більше про LDR та його роботу, перейдіть за посиланням.

Принципова схема та пояснення

Схема насправді не є жорсткою; повна електрична схема електронної свічки наведена нижче.

Як показано на принциповій схемі, підключіть резистор 1K до контакту 1 мікросхеми, а потім підключіть позитивний кінець світлодіода до цього резистора, а негативний - до землі. Тепер підключіть середній штифт 10К каструлі до штиря 2 ІС та підключіть землю і 12 В до решти штифтів горщика. Підключіть 1М резистор до 12В і підключіть LDR послідовно з цим резистором. Тепер підключіть інший кінець LDR до заземлення схеми. Підключіть загальну точку LDR і резистора 1M до контакту 3 мікросхеми. Підключіть 12 В до контакту 8 і заземлення до контакту 4 мікросхеми, і ви готові. Вам не потрібно бути дуже виборчим щодо резисторів, ми підключили. Але переконайтеся, що резистор, підключений до LDR, має мегаом, а резистор зі світлодіодом - кілька тисяч.

Ми створили повну схему на пунктирній дошці, щоб зробити її компактною та простою у використанні. Це насправді проста схема, вам просто потрібно скінчити свої навички пайки і почати проектувати її. По-перше, встановіть 12В гніздо живлення постійного струму на перфборд. Пам'ятайте про конфігурацію контактів цього гнізда під час проектування схеми. Це показано на малюнку нижче:

Висновки операційного підсилювача вже обговорювались вище, а резистори та LDR не мають полярності. Після завершення роботи з пайкою плата повинна виглядати приблизно так, як показано на малюнку нижче.

Розумна електрична свічка - працює

Сконструювавши схему на перфборді та припаявши її, підключіть адаптер 12 В до гнізда, і ваш світлодіод повинен світитися. Тепер, щоб відкалібрувати компаратор, відрегулюйте банку 10K до рівня, коли світлодіод просто вимикається. Тепер накрийте LDR рукою, і ви побачите, як світлодіод увімкнеться. Ви можете налаштувати чутливість LDR, відрегулювавши горщик.

Тепер давайте зрозуміємо, як працює ця свічка. Як ми вже знаємо, що в темряві опір LDR зростає до мегаом і зменшується зі збільшенням інтенсивності світла до декількох сотень ом. Отже, у світлі, оскільки опір дуже низький, отже, напруга на неінвертуючому сигналі дуже низька в порівнянні з інвертуючою клемою через 10K ми підключили. Отже, у цьому випадку вихідна напруга також низька, отже світлодіод не вмикається. Але у випадку темряви опір зростає до мегаом, що є тихо у порівнянні з 10K баком, отже світлодіод світиться.

Регулювання горщика буде маніпулювати чутливістю. Під чутливістю я маю на увазі, при якій інтенсивності світла ваш компаратор вмикає світлодіод. Якщо ви налаштуєте горщик поблизу світлодіода, який увімкнеться, він також виявить хвилину темряви. Але якщо ви відрегулюєте його далеко до того, як світлодіод увімкнеться, він зможе виявити лише високу темряву. Ви також можете перевірити чутливість, підвівши руку перед LDR. Він дуже чутливий, якщо виявляє вашу руку далеко, і менш чутливий, якщо вам потрібно прикрити його, щоб засвітити світлодіод.

Якщо ви хочете використовувати більше одного світлодіода, це не проблема. Поєднайте два-три світлодіоди послідовно і, нарешті, підключіть їх там, де ми підключали один світлодіод та його досконалість. Але переконайтеся, що ваш компаратор може подавати достатньо струму для живлення всіх світлодіодів.

Для виготовлення свічки ви можете використовувати будь-що для покриття світлодіода. Я використовував аркуш картки та серветку. Скрутіть аркуш картки відповідно до розміру світлодіода і виріжте його зверху трохи у формі полум'я або в будь-якій формі, яку ви хочете, щоб вона могла виглядати привабливо. Закрийте світлодіод цією свічкою, і ви створили власну розумну електронну свічку.

Я також змоделював цю схему на Proteus 8. Ви також можете спроектувати її самостійно. Просто дотримуйтесь схеми вище і встановіть інтенсивність світла LDR на 1000 і починайте знижувати її до тих пір, поки вона не стане нульовою, і ви побачите, як світлодіод світиться, як показано на відео нижче.