GoodNightLight: preprost nočni krog: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Avtor ohoilettSledi več avtorja:

O: podiplomski študent na univerzi Purdue, biomedicinski inženir, navdušenec nad elektroniko, pedagog, ki se poskuša naučiti nekaj o inženiringu in programiranju Več o ohoilett »

Pozdravljeni, pozimi poučujem tečaj bioinstrumentacije za srednješolce v okviru Purdue GERI (Zavod za nadarjene izobraževalne vire). V tem predmetu študente seznanim z osnovami vezij in načinom uporabe vezij v biomedicinskem inženiringu. Ugotovil sem, da je nočna luč dobro uvodno vezje za študente, ki se učijo o elektroniki. Vključuje nekaj osnovnih komponent, kot so upori in LED. Vključuje tudi bolj vmesno komponento, in sicer operacijski ojačevalnik in uporaben senzor, in sicer fotorezistor. Mehanizem vezja študentom pokaže, kako lahko z vezji uporabljamo za interakcijo z zunanjim svetom in ustvarjanje neke vrste izhoda. V tem primeru se nočna svetloba vklopi, ko se raven svetlobe v okolici zmanjša, in izklopi, ko se raven svetlobe v okolici poveča. Vsi radi vidijo, kako se LED samodejno vklopijo in izklopijo. Staršem sem rekel, da bom različne lekcije objavil na spletu (jaz pa nekaj mesecev zaostajam za o_O), zato grem s prvim! Upam, da boste uživali v mojem Instructable za GoodNightLight.

Korak 1: Fotografski upor ali svetlobno odvisen upor (LDR)

Fotorezistor je preprosta komponenta, ki spreminja upor z vpadno svetlobo. Upor vsebuje fotoobčutljive materiale, ki povzročajo zmanjšanje odpornosti materiala s povečano svetlobo (več svetlobe). Nasprotno pa se odpornost materiala povečuje z zmanjševanjem svetlobe (temnejša je). Fotosenzor je odgovoren za zaznavanje sprememb v zunanji svetlobi, ki bodo sprožile nočno svetlobo. Odpornost fotorezistorja lahko merite z multimetrom, da vidite, kako se spremeni njegov upor, ko pokrijete in odkrijete foto upor s prstom ali drugim neprozornim predmetom.

2. korak: razdelilnik napetosti

Napetostni delilnik je preprost način povezovanja z uporovnim pretvornikom, ki je komponenta, ki eno obliko energije pretvori v upor. V tem vezju je naš uporovni pretvornik naš foto upor. Napetostni delilnik je sestavljen iz dveh uporov, ki sta med seboj povezana (eden za drugim). Vir napetosti, tako kot baterija, je priključen na enega od uporov v delilniku, drugi upor pa na ozemljitev. Enačba za delilnik napetosti je naslednja: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

Kot lahko vidimo iz enačbe, R1 in R2 neposredno določata izhod delilnika napetosti. Če nekoliko nadaljujemo enačbo, vidimo, da se z povečanjem R2 Vout približa Vinu. V prejšnjem koraku smo omenili, da se upor fotorezistorja povečuje z zmanjšanjem svetlobe v okolici. Naš fotorezistor bomo postavili v položaj R2 tega delilnika napetosti.

3. korak: Primerjalna in izhodna LED

Primerjalnik je preprosto vezje, ki primerja dve napetosti. Če je napetost na neinvertirajočem vhodu (vhod op ojačevalnika z znakom "+") večja od napetosti na invertirnem vhodu (vhod op ojačevalnika z znakom "-"), bo izhod primerjalnik bo prižgal LED. Če je res nasprotno, bo izhod primerjalnika izklopil LED. Če LED še niste uporabljali, vedite, da zasvetijo, ko skozi njih prehaja majhen tok. Več o LED diodah iz tega odličnega Instructable.

Za primerjalnik bomo uporabili ojačevalnik LM324. LM324 je štirikotni ojačevalnik, kar pomeni, da ima 4 ojačevalnike, vgrajene v en sam paket. Potrebovali bomo le enega od štirih ojačevalnikov. Priključite LM324, kot je prikazano na shemi.

4. korak: Zaključki in zaključne misli

V tem navodilu sem predstavil preprosto vklop LED z spreminjajočimi se količinami zunanje svetlobe. Prosimo, uporabite svojo ustvarjalnost, da jo spremenite v pravo "nočno luč".

5. korak: Odpravljanje težav

1. V tem navodilu sem priporočil, da dodate 10k upor zaporedoma s svojim fotorezistorjem. Odvisno od "nominalnega" upora vašega foto upornika boste morda morali 10k upor spremeniti v kaj drugega. Priporočam, da upor fotorezistorja izmerite z multimetrom, kadar je fotorezistor izpostavljen okolju in ko je senzor pokrit s tujkom. Želite izbrati serijski upor, ki je večji od upora fotootpornika, ko je izpostavljen svetlobi okolice, vendar manjši od upora fotootpora, ko je pokrit. Na primer, za fotorezistor, ki sem ga uporabil, je bila njegova odpornost pri izpostavljenosti zunanji svetlobi okoli 8k. Ko sem s prstom pokril fotorezistor, se je njegov upor povečal na 48k.

2. Prepričajte se, da delilnike napetosti priključite na ustrezne vhode op ojačevalnika. Bodite pozorni na povezave v 3. koraku.

3. Pazite na polarnost LED. Krajša noga je "negativna" in se mora povezati z zemljo.