Naredi si sam pametno elektronsko svečo s pomočjo ldr

Sveče so bile od nekdaj zelo koristne, ljudi je ponoči vodilo, še preden je Edison prišel na idejo o čebulicah. Danes se od cerkva do kuhinj sveče uporabljajo ne samo za zagotavljanje svetlobe, ko je treba, temveč tudi za estetiko in zagotavljajo topel občutek. Navadne sveče sicer dobro delujejo, vendar se kar hitro stopijo, zaradi česar je prostor grd in včasih, če je brez nadzora, lahko povzroči tudi požarne nevarnosti. Torej, v tej vadnici bomo z uporabo preproste elektronike in LED izdelali elektronsko svečko brez plamena. Poleg tega se bo ta pametna sveča samodejno vklopila ponoči ali v temi, podnevi pa se bo izključila. Ima enak koncept, kot smo ga prej uporabljali v številnih vezjih detektorja teme:

• Krog temnih in svetlobnih indikatorjev
• Temni detektor z uporabo LDR in 555 Timer IC
• Preprosto vezje naprave za osvetlitev ključavnice
• Avtomatska stopniščna luč

Potrebni materiali

1. LM358 IC
2. LDR (Foto upor)
3. 1M in 1K upor
4. LED
5. 10K lonec
6. 12V ženski enosmerni napajalnik in 12V adapter
7. Karton in Perfboard

LM358 - Primerjalnik op-amp

Možgani tega vezja so LM358 IC, ki v tej zasnovi deluje kot primerjalnik. Poglejmo si jo na kratko, preden se potopimo globlje. LM358 je operacijski ojačevalnik (Op Amp) IC. Ta IC sestavljajo dve operacijski ojačevalniki, ki lahko nosijo napetost med 3.3V do 32V in ima zelo nizek tok, možganov 500μA. IC je v notranjosti podoben spodnji sliki:

Običajno se uporablja pri izdelavi enostavnih primerjalnih in ojačevalnih vezij, najdemo pa ga tudi v aktivnih filtrirnih vezjih, oblikovalcih valov itd., V tem projektu bomo uporabili LM358 kot primerjalnik napetosti. Primerjalnik napetosti se uporablja za primerjavo dveh napetosti in ugotavljanje, katera je večja od druge, nato pa izhod obrne visoko ali nizko, odvisno od tega. Torej, če napetost uporabimo na invertirajoče in neinvertirajoče vhode in če je napetost na neinvertirajočem vhodu večja od napetosti na invertirajočem vhodu, je izhod visok in če obratno izhod pade nizko. Ta projekt v celoti deluje po tem principu. Formula za napetosti primerjavo je podan kot:

V _OUT = A _O (V _{v +} - V _v-)

Kjer je A _O odprto zanko dobiček op amp. V _{in +} je vhodna napetost na neinvertirajočem vhodnem sponki in V _in- je vhodna napetost na invertirajočem vhodnem sponki. Torej, če je V _{v +} večji od V _in-, bo izhod visok, sicer bo nizek.

LDR

Če so Op-amp možgani našega kroga, je LDR senzorični organ. Upor, odvisen od svetlobe (LDR), ali upor za fotografije je upor, nadzorovan s svetlobo. Njegova odpornost se zmanjša s povečanjem jakosti svetlobe in obratno. Pravzaprav, ko svetloba pada na LDR, polprevodnik absorbira fotone svetlobe in vezani elektroni skočijo v prevodni pas in upor zaradi fotoprevodnosti upade. Če želite izvedeti več o LDR in njegovem delovanju, sledite povezavi.

Shema vezja in razlaga

Vezje v resnici ni težko; celotni diagram vezja za elektronsko svečo je podan spodaj.

Kot je prikazano na vezju, priključite 1K upor na pin 1 IC in nato na ta upor priklopite pozitivni konec LED, negativni pa na tla. Sedaj priključite srednji zatič lonca 10K na zatič 2 IC in priključite ozemljitev in 12V na ostale zatiče lonca. 1M upor priključite na 12V in s tem uporom zaporedno priključite LDR. Zdaj drugi konec LDR priključite na maso vezja. Povežite skupno točko LDR in 1M upora z zatičem 3 IC. Priključite 12V na zatič 8 in ozemljite na zatič 4 IC in ste pripravljeni. Glede uporov vam ni treba biti zelo selektiven, povezali smo se. Vendar se prepričajte, da je upor, priključen na LDR, v mega ohmih, upor z LED pa v nekaj tisočih.

Na pikčasto ploščo smo zgradili celotno vezje, da je bilo kompaktno in enostavno za uporabo. V resnici gre za preprosto vezje, le sprejeti morate svoje sposobnosti spajkanja in ga začeti oblikovati. Najprej namestite 12V ženski vtič za enosmerni tok na perfboard. Med načrtovanjem vezja si zapomnite konfiguracijo zatiča tega priključka. To je prikazano na spodnji sliki:

Izpiti op-amp so že obravnavani zgoraj in upori in LDR nimajo polarnosti. Ko končate s spajkanjem, mora biti plošča videti nekako tako, kot je prikazano na spodnji sliki.

Pametna električna sveča - deluje

Po načrtovanju vezja na parku in spajkanju 12V adapter priključite na ženski vtič in vaša LED dioda mora sveteti. Zdaj za umerjanje primerjalnika prilagodite lonec 10K na nivo, ko se LED samo izklopi. Zdaj pokrijte LDR z roko in videli boste, da se LED vklopi. Občutljivost LDR lahko prilagodite tako, da prilagodite lonec.

Zdaj pa razumimo, kako deluje ta sveča. Kot že vemo, da se v temi upor LDR poveča na mega ohme in se zmanjša s povečanjem jakosti svetlobe na nekaj sto ohmov. Ker je upor zelo majhen, je napetost na neinvertirajočem signalu zelo nizka v primerjavi z invertirnim terminalom zaradi 10K lonca, ki smo ga povezali. Torej je v tem primeru tudi izhodna napetost nizka, zato se LED ne vklopi. Toda v primeru teme se upor poveča na mega ohme, kar je tiho v primerjavi z 10K loncem, zato LED sveti.

Prilagoditev lonca bo prilagodila občutljivost. Z občutljivostjo mislim, pri kateri jakosti svetlobe vaš primerjalnik vklopi LED. Če lonec prilagodite blizu vklopa LED, bo tudi on zaznal minuto temo. Če pa jo prilagodite daleč preden se LED prižge, bo lahko zaznal le visoko temo. Občutljivost lahko preizkusite tudi tako, da daste roko pred LDR. Je zelo občutljiv, če zazna vašo roko daleč stran, manj občutljiv pa je, če ga morate pokriti, da zasveti LED.

Če želite uporabiti več LED, potem to ni težava. V serijo povežite dve ali tri LED diode in jih končno povežite tam, kjer smo priključili eno samo LED in njeno perfecto. Prepričajte se, da lahko primerjalnik napaja dovolj toka za napajanje vseh LED.

Če želite izdelati svečo, lahko s katerim koli pokrijete LED. Uporabil sem kartonski list in robček. List kartice zvijte glede na velikost LED in ga od zgoraj malo razrežite v obliki plamena ali v kateri koli obliki, ki jo želite, da bo videti privlačno. S to svečo pokrijte LED in ustvarili ste svojo pametno elektronsko svečo.

To vezje sem simuliral tudi na proteus 8. Lahko ga tudi sami oblikujete. Preprosto sledite zgornjemu vezju in nastavite jakost svetlobe LDR na 1000 in jo začnite zniževati, dokler ne postane nič, in videli boste, da LED sveti, kot prikazuje spodnji video.