GoodNightLight: обикновена верига за нощна светлина: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

От ohoilett Следвайте още от автора:

За: Абитуриент в университета Пърдю, биомедицински инженер, ентусиаст по електроника, преподавател, опитващ се да научи малко за инженерството и програмирането Повече за ohoilett »

Здравейте, преподавам курс по биоинструментация за ученици от средното училище през зимата като част от Purdue GERI (Институт за талантливи образователни ресурси). В този курс запознавам студентите с основите на схемите и как използваме схемите в биомедицинското инженерство. Открих, че нощната лампа е добра въвеждаща схема за ученици, изучаващи електрониката. Той включва няколко основни компонента като резистори и светодиоди. Той включва и по -междинен компонент, а именно операционния усилвател и полезен сензор, а именно фоторезистор. Механизмът на схемата показва на учениците как можем да използваме схеми за взаимодействие с външния свят и да произвеждаме някакъв вид продукция. В този случай нощната светлина се включва, когато нивата на околната светлина намаляват и се изключва, когато нивата на околната светлина се увеличат. Всеки обича да вижда светодиодите да се включват и изключват автоматично. Казах на родителите, че ще публикувам различните уроци онлайн (а аз изоставам с o_O с няколко месеца), така че ето с първия! Надявам се да ви хареса моята Instructable за GoodNightLight.

Стъпка 1: Фоторезистор или светлозависим резистор (LDR)

Фоторезисторът е прост компонент, който променя съпротивлението при падаща светлина. Резисторът съдържа фоточувствителни материали, които причиняват намаляване на съпротивлението на материала с увеличена светлина (повече светлина). Обратно, съпротивлението на материала се увеличава с намаляване на светлината (става по -тъмно). Фотосензорът е отговорен за откриване на промени в околната светлина, които ще задействат нощната светлина. Чувствайте се свободни да измерите съпротивлението на фоторезистора с мултицет, за да видите как се променя неговото съпротивление, когато покриете и разкриете фоторезистора с пръст или друг непрозрачен предмет.

Стъпка 2: Делител на напрежение

Делителят на напрежение е прост начин за свързване с резистивен преобразувател, който е компонент, който преобразува една форма на енергия в съпротивление. В тази схема нашият резистивен преобразувател е нашият фоторезистор. Делителят на напрежение се състои от два последователно резистора (свързани един след друг). Източник на напрежение, подобно на батерия, е свързан към един от резисторите в разделителя, а другият резистор е свързан към земята. Уравнението за делител на напрежение е следното: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

Както можем да видим от уравнението, R1 и R2 директно определят изхода на делителя на напрежението. Разглеждайки уравнението малко по -нататък, виждаме, че с увеличаването на R2, Vout се доближава до Vin. Споменахме в предишната си стъпка, че съпротивлението на фоторезистора се увеличава с намаляване на околната светлина. Ще поставим нашия фоторезистор в позиция R2 на този делител на напрежение.

Стъпка 3: Сравнителен и изходен светодиод

Сравнителят е проста схема, която сравнява две напрежения. Ако напрежението на неинвертиращия вход (входът на операционния усилвател със знака "+") е по-голямо от напрежението на инвертиращия вход (входът на операционния усилвател със знака "-"), изходът на компараторът ще включи светодиода. Ако е обратното, изходът на компаратора ще изключи светодиода. Ако преди не сте използвали светодиоди, знайте, че те светват, когато през тях преминава малък ток. Научете повече за светодиодите от тази отлична инструкция.

За нашия компаратор ще използваме усилвател LM324. LM324 е четириядрен усилвател, което означава, че има 4 усилвателя, вградени в един пакет. Ще ни трябва само един от четирите усилвателя. Свържете LM324, както е показано на схемата.

Стъпка 4: Заключения и заключителни мисли

В тази инструкция демонстрирах просто включване на светодиод с променящи се количества околна светлина. Моля, използвайте творчеството си, за да го превърнете в истинска „нощна светлина“.

Стъпка 5: Отстраняване на неизправности

1. В тази инструкция препоръчвам да добавите последователно 10k резистор с вашия фоторезистор. В зависимост от "номиналното" съпротивление на вашия фоторезистор, може да се наложи да смените 10k резистора на нещо друго. Бих препоръчал да измерите съпротивлението на фоторезистора с вашия мултицет, когато вашият фоторезистор е изложен на околна среда и когато сензорът е покрит от някакъв чужд предмет. Искате да изберете сериен резистор, който е по -голям от съпротивлението на фоторезистора, когато е изложен на околна светлина, но по -малък от съпротивлението на фоторезистора, когато е покрит. Например, за фоторезистора, който използвах, неговото съпротивление при излагане на околна светлина беше около 8k. Когато покрих фоторезистора с пръст, съпротивлението му се увеличи до 48k.

2. Уверете се, че сте свързали разделителите на напрежението към правилните входове на операционния усилвател. Обърнете специално внимание на връзките в Стъпка 3.

3. Внимавайте с полярността на светодиода. По -късият крак е "отрицателен" и трябва да се свърже със земята.