Zrób to sam inteligentną świecę elektroniczną za pomocą ldr

Świece były bardzo przydatne od wieków, prowadziły ludzi w nocy, jeszcze zanim Edison wpadł na pomysł na żarówki. Dziś, od kościołów po kuchnie, świece są używane nie tylko w celu zapewnienia światła w razie potrzeby, ale także dodają estetyki i zapewniają ciepło. Chociaż zwykłe świece działają dobrze, topią się dość szybko, co sprawia, że ​​miejsce jest nieprzyjemne, a czasami, jeśli nie są nadzorowane, może również prowadzić do zagrożenia pożarowego. W tym samouczku zamierzamy zrobić bezpłomieniową świecę elektroniczną za pomocą prostej elektroniki i diody LED. Ponadto ta inteligentna świeca włączy się automatycznie w nocy lub w ciemności i wyłączy się w ciągu dnia. Ma tę samą koncepcję, której używaliśmy wcześniej w wielu obwodach detektora ciemności:

• Obwód wskaźnika ciemności i światła
• Detektor ciemności wykorzystujący LDR i układ scalony timera 555
• Prosty obwód urządzenia oświetleniowego dziurki od klucza
• Automatyczne oświetlenie schodów

Wymagane materiały

1. LM358 IC
2. LDR (fotorezystor)
3. Rezystor 1M i 1K
4. Diody LED
5. 10K Pot
6. 12 V żeńskie gniazdo zasilania DC i adapter 12 V.
7. Arkusz karty i płyta perforowana

LM358 - komparator wzmacniacza operacyjnego

Mózgiem tego obwodu jest układ scalony LM358, który działa jako komparator w tym konkretnym projekcie. Przyjrzyjmy się temu pokrótce, zanim zanurzymy się głębiej. LM358 to układ scalony wzmacniacza operacyjnego (wzmacniacza operacyjnego). Ten IC składają się dwa wzmacniacze operacyjne, które mogą znieść napięcia pomiędzy 3.3V do 32V i ma bardzo niski pobór prądu drenaż 500μA. Układ scalony wygląda wewnętrznie jak na poniższym obrazku:

Zwykle jest używany do budowy prostych układów komparatorów i wzmacniaczy, a także można go znaleźć w aktywnych obwodach filtrów, modelach fal itp. W tym projekcie użyjemy LM358 jako komparatora napięcia. Komparator napięcia służy do porównywania dwóch napięć i sprawdzania, które jest większe od drugiego, a następnie w zależności od tego ustawia wyjście na wysokie lub niskie. Tak więc, jeśli zastosujemy napięcie na wejściach odwracających i nieodwracających i jeśli napięcie na wejściu nieodwracającym jest większe niż napięcie na wejściu odwracającym, to na wyjściu pojawi się stan wysoki, a jeśli odwrotnie, wyjście stanie się niskie. Ten projekt działa całkowicie na tej zasadzie. Formuła dla porównania napięcia jest wyrażony jako:

V _OUT = A _O (V _{we +} - V _we-)

Gdzie A _O to wzmocnienie w otwartej pętli wzmacniacza operacyjnego. V _{in +} to napięcie wejściowe na nieodwracającym zacisku wejściowym, a V _we- to napięcie wejściowe na odwracającym zacisku wejściowym. Tak więc, jeśli V _{in +} jest większe niż V _in-, to wyjście będzie wysokie, w przeciwnym razie będzie niskie.

LDR

Jeśli wzmacniacz operacyjny jest mózgiem naszego obwodu, to LDR jest narządem zmysłów. Rezystor zależny od światła (LDR) lub fotorezystor to rezystor sterowany światłem. Jego odporność maleje wraz ze wzrostem natężenia światła i odwrotnie. W rzeczywistości, gdy światło pada na LDR, wówczas półprzewodnik pochłania fotony światła, a związane elektrony przeskakują do pasma przewodnictwa, a opór zmniejsza się z powodu fotoprzewodzenia. Aby dowiedzieć się więcej o LDR i jego działaniu, kliknij łącze.

Schemat obwodu i wyjaśnienie

Tor nie jest naprawdę trudny; pełny schemat obwodu świecy elektronicznej jest podany poniżej.

Jak pokazano na schemacie obwodu, podłącz rezystor 1K do styku 1 układu scalonego, a następnie podłącz dodatni koniec diody LED do tego rezystora i ujemny do masy. Teraz podłącz środkowy pin potencjometru 10K do pinu 2 układu scalonego i podłącz masę i 12V do pozostałych pinów garnka. Podłącz rezystor 1M do 12V i podłącz LDR szeregowo z tym rezystorem. Teraz podłącz drugi koniec LDR do masy obwodu. Połącz punkt wspólny rezystora LDR i 1 M ze stykiem 3 układu scalonego. Podłącz 12 V do pinu 8 i masę do pinu 4 układu scalonego i gotowe. Nie musisz być bardzo selektywny w kwestii rezystorów, połączyliśmy. Ale upewnij się, że rezystor podłączony do LDR ma mega omów, a rezystor z diodą LED ma kilka tysięcy.

Zbudowaliśmy cały obwód na płytce z kropkami, aby był kompaktowy i łatwy w użyciu. To naprawdę prosty obwód, wystarczy odświeżyć swoje umiejętności lutowania i zacząć go projektować. Najpierw zamontuj żeńskie gniazdo zasilania 12 V DC na tablicy rozdzielczej. Zapamiętaj konfigurację pinów tego gniazda podczas projektowania obwodu. Pokazuje to poniższy rysunek:

Wyprowadzenia wzmacniacza operacyjnego zostały już omówione powyżej, a rezystory i LDR nie mają polaryzacji. Po zakończeniu lutowania płytka powinna wyglądać tak, jak pokazano na poniższym obrazku.

Inteligentna świeca elektryczna - działa

Po zaprojektowaniu obwodu na perfboardie i przylutowaniu go, podłącz adapter 12V do żeńskiego gniazda, a dioda LED musi się świecić. Teraz, aby skalibrować komparator, wyreguluj potencjometr 10K do poziomu, przy którym dioda LED po prostu się wyłączy. Teraz zakryj LDR dłonią, a zobaczysz, że dioda LED się włącza. Możesz dostosować czułość LDR, dostosowując potencjometr.

Teraz zrozummy, jak działa ta świeca. Jak już wiemy, w ciemności rezystancja LDR wzrasta do megaomów i maleje wraz ze wzrostem natężenia światła do kilkuset omów. Tak więc w świetle, ponieważ rezystancja jest bardzo niska, napięcie na sygnale nieodwracającym jest bardzo niskie w porównaniu do zacisku odwracającego z powodu podłączonego przez nas potencjometru 10K. Więc w tym przypadku napięcie wyjściowe jest również niskie, dlatego dioda LED nie zapala się. Ale w ciemności rezystancja wzrasta do mega omów, co jest cicho wysokie w porównaniu z potencjometrem 10K, stąd dioda LED świeci.

Regulacja garnka będzie wpływać na czułość. Przez czułość rozumiem przy jakiej intensywności światła komparator włącza diodę LED. Jeśli ustawisz garnek w pobliżu włączającej się diody LED, wykryje on również minimalną ciemność. Ale jeśli wyregulujesz go na długo przed włączeniem się diody LED, będzie w stanie wykryć tylko dużą ciemność. Możesz także sprawdzić czułość, podnosząc rękę przed LDR. Jest bardzo czuły, jeśli wykryje twoją dłoń z daleka i jest mniej czuły, jeśli musisz ją zakryć, aby zaświecić diodę LED.

Jeśli chcesz użyć więcej niż jednej diody LED, nie stanowi to problemu. Połącz dwie-trzy diody LED szeregowo i na koniec połącz je tam, gdzie łączyliśmy pojedynczą diodę i jej perfecto. Ale upewnij się, że twój komparator może dostarczyć wystarczającą ilość prądu, aby zasilić wszystkie diody LED.

Aby zrobić świecę, możesz użyć czegokolwiek, aby zakryć diodę LED. Użyłem arkusza karty i chusteczki. Zwiń arkusz karty zgodnie z rozmiarem diody LED i wytnij go od góry trochę w kształcie płomienia lub w dowolnym kształcie, aby wyglądał atrakcyjnie. Przykryj diodę LED tą świecą i stworzyłeś własną inteligentną świecę elektroniczną.

Symulowałem również ten obwód na proteus 8. Możesz również zaprojektować go samodzielnie. Po prostu postępuj zgodnie ze schematem obwodu powyżej i ustaw intensywność światła LDR na 1000 i zacznij obniżać ją, aż osiągnie zero, a zobaczysz świecącą się diodę LED, jak pokazano na poniższym filmie.