Gece Işığı Hareket ve Karanlık Algılama - Mikro Yok: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Bu talimat, karanlık bir odada yürürken ayak parmağınızı çarpmanızı önlemekle ilgilidir. Gece kalkıp kapıya güvenli bir şekilde ulaşmaya çalışırsanız, bunun kendi güvenliğiniz için olduğunu söyleyebilirsiniz. Tabii ki başucu lambası veya ana ışıklar kullanabilirsiniz çünkü hemen yanınızda bir düğme var, ama yeni uyandığınızda 60W'lık bir ampulle gözlerinizi kamaştırmak ne kadar rahat?

Yatağınızın altına monte ettiğiniz ve odanızdaki hareketi ve karanlık seviyesini algılayan iki sensör tarafından kontrol edilen bir LED şerit hakkında. Geceleri çok hoş bir ışık sağlamak için düşük güç ve parlaklıkta çalışacaktır. Her ortama uygun hale getirmek için parlaklık eşiğini kontrol etme yeteneği de vardır. Bu projeyi yürütmek için herhangi bir mikrodenetleyiciye ihtiyaç yoktur. Bu, gerekli bileşenlerin sayısını ve karmaşıklığı azaltır. Ayrıca, elektronik donanım devrelerinde zaten biraz bilginiz varsa, bu oldukça kolay bir iştir.

Adım 1: İşlev İlkesi ve Bileşenleri

Bu ışığın temel çalışma prensibi LED'li seri olarak iki adet Mosfet'e sahip olmasıdır. Mantık düzeyinde olması gereken - daha sonra açıklama - olması gereken Mosfetler, biri karanlığa, diğeri harekete tepki veren iki farklı alt devre tarafından çalıştırılır. Sadece biri algılanırsa, yalnızca bir transistör açılır ve diğeri LED üzerinden akım akışını engeller. Bu kombinasyon, gündüz veya gece hareketsiz ışığı etkinleştirirseniz pil gücünü boşa harcayacağınız için oldukça önemlidir. Bileşenler ve devre, parametreleri kendi konumunuz ve oradaki koşullar için optimize edebileceğiniz şekilde seçilmiştir.

Ayrıca, işlevsellik nedenleriyle gerçekten gerekli olmayan ancak pratik bir amacı olan bileşenlere uyacak şekilde bir muhafaza 3 boyutlu olarak basılmıştır.

GÜNCELLEME: Bu yazıyı yayınladıktan sonra konutun yeni bir versiyonu tasarlandı. 3D baskılı muhafaza artık LED'leri de içeriyor ve bu da onu "hepsi bir arada" bir çözüm haline getiriyor. Bu yazının girişindeki (yeni model) resimler, 7. adımdaki "Güç kaynağı ve muhafaza" (eski model) içindekilerden farklıdır

Malzeme listesi:

4x 1.5V pil1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm sabit direnç (R1)1x 100 kOhm potansiyometre1x 100 kOhm sabit direnç (R2)1x TS393CD - çift voltaj karşılaştırıcı1x HC-SR501 - PIR hareket sensörü1x 2 kOhm sabit direnç (R6)2x 220 Ohm sabit direnç (R3&R4)2x IRLZ34N n-channel Mosfet4x kablo pabuçları düz4x kablo pabuçları (karşı kısım)

2. Adım: Parlaklığı Algılama

Odanın parlaklığını hissetmek için ışığa bağımlı bir direnç (LDR) kullandım. 1MOhm sabit dirençli bir voltaj bölücü oluşturdum. Bu gereklidir çünkü karanlıkta LDR'nin direnci benzer büyüklüklere ulaşır. LDR boyunca voltaj düşüşü 'karanlık' ile orantılıdır.

Adım 3: Karanlık Eşiği için Referans Voltajını Ayarlama

Belirli bir karanlık eşiği aşıldığında gece ışığı parlayacaktır. LDR voltaj bölücünün çıkışının belirli bir referansla karşılaştırılması gerekir. Bu amaçla ikinci bir gerilim bölücü kullanılır. Dirençlerinden biri potansiyometredir. Bu, eşik voltajını (karanlıkla orantılı) değiştirilebilir hale getirir. Potansiyometre (R_pot) maksimum 100 kOhm dirence sahiptir. Sabit direnç (R2) de 100 kOhm'dur.

Adım 4: Parlaklığa Bağlı Anahtar

Tanımlanan iki voltaj bölücünün voltajları, işlemsel yükselticiye beslenir. LDR sinyali, evirici girişe ve referans sinyali, evirici olmayan girişe bağlanır. OpAmp bir geri besleme döngüsüne sahip değildir; bu, iki girişin farkını 10E+05'ten daha büyük bir büyüklükle yükselteceği ve böylece bir karşılaştırıcı olarak çalışacağı anlamına gelir. Evirici girişindeki voltaj diğerine göre daha yüksekse, çıkış pinini üst raya (Vcc) bağlayacak ve dolayısıyla Mosfet Q1'i açacaktır. Tersi durum, Mosfet'i kapatan karşılaştırıcı çıkış pininde toprak potansiyeli üretecektir. Aslında karşılaştırıcının GND ve Vcc arasında bir çıktı vereceği küçük bir bölge var. Bu, her iki voltaj da neredeyse aynı değerde olduğunda olur. Bu bölge, LED'in daha az parlak olmasına neden olabilir.

Seçilen TS393 OpAmp, çift voltajlı bir karşılaştırıcıdır. Diğer uygun ve muhtemelen daha ucuz olanlar da kullanılabilir. TS393 eski bir projeden arta kalan bir üründü.

Adım 5: Hareket Algılama

HC-SR501 pasif kızılötesi sensör burada çok basit bir çözümdür. Aslında algılamayı yapan üzerine kurulu bir mikrodenetleyiciye sahiptir. Besleme için iki pin (Vcc ve GND) ve bir çıkış pini vardır. Çıkış voltajı 3.3V, neden mantık düzeyinde Mosfet tipini kullanmak zorunda kaldım. Mantık düzeyi türü, Mosfet'in doygunluk bölgesinde yalnızca 3,3V ile sürülmesini sağlar. PIR sensörü, örneğin insan vücudu tarafından iletilen kızılötesi radyasyona voltajdaki bir değişiklikle yanıt veren birkaç piroelektrik elemandan oluşur. Bu aynı zamanda, sıcak suyla dolup taşan soğuk ısıtma radyotörleri gibi şeyleri algılayabileceği anlamına gelir. Çevresel koşulları kontrol etmeli ve buna göre sensörün yönünü seçmelisiniz. Gözlem açısı 120° ile sınırlıdır. Hassasiyeti ve gecikme süresini artırmak için kullanabileceğiniz iki düzelticiye sahiptir. Gözlemlemek istediğiniz alanın aralığını artırmak için hassasiyeti değiştirebilirsiniz. Gecikme düzeltici, sensörün yüksek bir mantık seviyesi çıkışı verdiği süreyi ayarlamak için kullanılabilir.

Bağlantı şemasının son versiyonunda, sensör çıkışı ile Q2 kapısı arasında, sensörden çekilen akımı sınırlamak için seri olarak bir direnç olduğunu görebilirsiniz (R4=220 Ohm).

Adım 6: Elektronik Montaj

Her bir bileşenin işlevselliğini anladıktan sonra, tüm devre oluşturulabilir. Bu önce bir breadboard üzerinde yapılmalıdır! Bir devre kartına monte ederek başlarsanız, daha sonra devreyi değiştirmek veya optimize etmek daha zor olacaktır. Aslında devre kartımın resminden biraz elden geçirdiğimi görebilirsiniz ve bu nedenle biraz dağınık görünüyor.

Karşılaştırıcı çıkışının bir çekme direnci R6 (2 kOhm) ile donatılması gerekir - farklı bir karşılaştırıcı kullanıyorsanız veri sayfasını kontrol ettiğinizden emin olun. PIR için açıklananla aynı nedenden dolayı karşılaştırıcı ve Mosfet Q1 arasına ek bir direnç R3 yerleştirilmiştir. Direnç R5, LED'inize bağlıdır. Bu durumda kısa bir LED şerit parçası kullanıldı. LED'lerin yanı sıra halihazırda yerleşik R5 direncine sahiptir. Bu nedenle benim durumumda R5 monte edilmemiştir.

Adım 7: Güç Kaynağı ve Muhafaza

GÜNCELLEME: Bu yazının en başında gösterilen muhafaza bir yeniden tasarımdır. Hepsi bir arada bir çözüme sahip olmak için yapıldı. LED'ler, "şeffaf" bir plastik katman aracılığıyla içeriden parlıyor. Bu sizin için geçerli değilse, bu adımda ilk prototipin ilk konsepti burada gösterilir. (Yeni tasarım ilgi görürse onu da ekleyebilirim)

Daha önce de belirtildiği gibi, sisteme dört adet AAA 1.5V pil güç sağlayacaktır. Aslında bir adet 9V pil kullanmak ve tüm devrenin önüne voltaj regülatörü koymak sizin için daha keyifli olabilir. Böylece pillere kablo pabuçları ile bağlanan bir pil yuvasını 3 boyutlu yazdırmanız da gerekmez.

Muhafaza ilk basit prototiptir ve sensörler için bazı deliklere sahiptir. İlk resimde hareket sensörü için öndeki büyük deliği ve LDR için sol üst deliği görebilirsiniz. LED şeridi, LDR'yi etkileyebileceğinden, muhafazanın dışında aynı mesafede olmalıdır.