Night Light Motion & Darkness Sensing - No Micro: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Тази инструкция има за цел да ви попречи да убодете пръста на крака си, когато вървите през тъмна стая. Може да се каже, че това е за ваша собствена безопасност, ако ставате през нощта и се опитвате да стигнете до вратата безопасно. Разбира се, можете да използвате нощна лампа или основни светлини, защото имате превключвател до себе си, но колко удобно е да заслепите очите си с крушка от 60 W, когато току -що се събудихте?

Става дума за LED лента, която монтирате под леглото си, която се контролира от два сензора, които откриват движение и нивото на тъмнина в стаята ви. Той ще работи с ниска мощност и яркост, за да осигури много приятна светлина през нощта. Съществува и възможност за контролиране на прага на яркостта, за да го направи подходящ за всяка среда. За осъществяването на този проект не е необходим микроконтролер. Това намалява броя на необходимите компоненти и сложността. Освен това, това е доста лесна задача, ако вече имате известни познания в хардуерните схеми на електрониката.

Стъпка 1: Функционален принцип и компоненти

Основният принцип на работа на тази светлина е, че тя има два последователни Mosfet с LED. Mosfets, които трябва да бъдат от логическо ниво - обяснение по -късно - се включват от две различни подсхеми, от които едната реагира на тъмнината, а другата на движението. Ако само един от тях бъде засечен, само един транзистор е включен, а другият все още блокира потока на тока през светодиода. Тази комбинация е от съществено значение, тъй като ще загубите енергия от батерията, ако активирате светлината през деня или без движение през нощта. Компонентите и платката са избрани по начин, по който можете да оптимизирате параметрите за вашето собствено местоположение и условията там.

Освен това е отпечатан триизмерен корпус, за да се побере в компонентите, което всъщност не е необходимо поради функционални причини, но има практическа цел.

АКТУАЛИЗАЦИЯ: Нова версия на корпуса беше проектирана, след като публикувах тази публикация. 3D отпечатаният корпус вече съдържа и светодиоди, което го прави решение „цяло в едно“. Снимките от въвеждането на този пост (нов модел) се различават от тези в стъпка 7 „Захранване и корпус“(стар модел)

Сметка на материалите:

4x 1.5V батерии 1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm фиксиран резистор (R1) 1x 100 kOhm потенциометър 1x 100 kOhm фиксиран резистор (R2) 1x TS393CD - компаратор с двойно напрежение 1x HC -SR501 - PIR сензор за движение 1x 2 kOhm фиксиран резистор (R6) 2x 220 Ohm фиксиран резистор (R3 & R4) 2x IRLZ34N n-канал Mosfet4x кабелни уши плоски 4x кабелни уши (противоположната част)

Стъпка 2: Усещане за яркост

За да усетя яркостта на стаята, използвах светлозависим резистор (LDR). Създадох делител на напрежение с фиксиран резистор 1MOhm. Това е необходимо, тъй като в тъмнината съпротивлението на LDR достига подобни величини. Спадът на напрежението в LDR е пропорционален на „тъмнината“.

Стъпка 3: Настройване на референтно напрежение за прага на тъмнината

Нощната светлина ще свети, когато се превиши определен праг на тъмнина. Изходът на делителя на напрежение LDR трябва да бъде сравнен с определена референтна стойност. За тази цел се използва втори делител на напрежение. Едно от съпротивленията му е потенциометър. Това прави праговото напрежение (пропорционално на тъмнината) променливо. Потенциометърът (R_pot) има максимално съпротивление от 100 kOhm. Неподвижният резистор (R2) също е 100 kOhm.

Стъпка 4: Превключвател, зависим от яркостта

Напреженията на двата описани делителя на напрежение се подават в операционния усилвател. LDR сигналът е свързан към инвертиращия вход, а референтният сигнал към неинвертиращия вход. OpAmp няма контур за обратна връзка, което означава, че ще усили разликата на двата входа с величини над 10E+05 и по този начин ще работи като сравнител. Ако напрежението на инвертиращия вход е по -високо в сравнение с другия, той ще свърже своя изходен щифт към горната шина (Vcc) и следователно ще включи Mosfet Q1. Обратният случай ще генерира потенциал на земята на изходния щифт на компараторите, който изключва Mosfet. Всъщност има малък регион, в който компараторът ще изведе нещо между GND и Vcc. Това се случва, когато и двете напрежения са почти еднакви. Тази област може да има ефект да направи светодиодите по -малко ярки.

Избраният TS393 OpAmp е двуволтов сравнител. Могат да се използват и други подходящи и евентуално по -евтини. TS393 просто беше остатък от стар проект.

Стъпка 5: Откриване на движение

Пасивният инфрачервен сензор HC-SR501 е много просто решение тук. Той има вграден микроконтролер, който всъщност открива. Той има два пина за захранване (Vcc и GND) и един изходен щифт. Изходното напрежение е 3.3V, защо всъщност трябваше да използвам типа Mosfet на логическо ниво. Типът логическо ниво гарантира, че Mosfet се задвижва в областта на насищане само с 3.3V. PIR сензорът се състои от няколко пироелектрически елемента, които реагират с промяна в напрежението на инфрачервено излъчване, което се предава например от човешки тела. Това също означава, че може да открие неща като студени радиатори за отопление, които са наводнени с топла вода. Трябва да проверите условията на околната среда и да изберете ориентацията на сензора съответно. Ъгълът на наблюдение е ограничен до 120 °. Той има два тримера, които можете да използвате, за да увеличите чувствителността и времето за забавяне. Можете да промените чувствителността, за да увеличите обхвата на областта, която искате да наблюдавате. Тримерът за забавяне може да се използва за регулиране на времето, през което сензорът извежда логическо високо ниво.

В крайната версия на електрическата схема можете да видите, че между изхода на сензорите и портата на Q2 има последователно резистор за ограничаване на тока, извлечен от сензора (R4 = 220 Ohm).

Стъпка 6: Монтаж на електроника

След като разберете функционалността на всеки компонент, цялата верига може да бъде изградена. Това трябва първо да се направи на макет! Ако започнете да го сглобявате на платка, ще бъде по -трудно да промените или оптимизирате веригата след това. Всъщност можете да видите от снимката на моята платка, че направих някои преработки и по този начин изглежда малко объркан.

Изходът на компаратора трябва да бъде оборудван с издърпващ се резистор R6 (2 kOhm) - ако използвате различен компаратор, не забравяйте да проверите листа с данни. Допълнителен резистор R3 е поставен между компаратора и Mosfet Q1 по същата причина, както е описано за PIR. Съпротивлението R5 зависи от вашия светодиод. В този случай е използвано късо парче LED лента. Той вече има вградени светодиоди, както и резистор R5. Така че в моя случай R5 не е сглобен.

Стъпка 7: Захранване и жилища

АКТУАЛИЗАЦИЯ: Корпусът, показан в самото начало на тази публикация, е препроектиран. Това беше направено, за да има цялостно решение. Светодиодите светят отвътре през "прозрачен" пластмасов слой. Ако това не е приложимо за вас, първата концепция на първия прототип е показана тук в тази стъпка. (Ако има интерес към новия дизайн, мога да го прикача и аз)

Както бе споменато по -рано, четири AAA 1.5V батерии ще захранват системата. Всъщност може би би било по -добре да използвате една 9V батерия и да поставите регулатор на напрежението пред цялата верига. Тогава също не е нужно да отпечатвате 3-D корпус на батерията, който се свързва към батериите чрез кабелни накрайници.

Корпусът е първи прост прототип и има няколко отвора за сензорите. На първата снимка можете да видите голямата дупка отпред за сензора за движение и горния ляв отвор за LDR. LED лентата трябва да бъде извън корпуса със същото разстояние до него, тъй като това може да повлияе на LDR.