DIY inteligentní elektronická svíčka pomocí ldr

Svíčky jsou od věků velmi užitečné, vedly lidi v noci ještě předtím, než Edison přišel s nápadem na žárovky. Dnes, od kostelů po kuchyně, se svíčky používají nejen k zajištění světla, když je potřeba, ale také přispívají k estetice a dodávají hřejivý pocit. Zatímco obyčejné svíčky fungují dobře, rozplynou se docela rychle, takže je místo ošklivé a občas, pokud je bez dozoru, může také vést k nebezpečí požáru. V tomto výukovém programu tedy vyrobíme bezplamennou elektronickou svíčku pomocí jednoduché elektroniky a LED. Dále se tato inteligentní svíčka automaticky zapne v noci nebo ve tmě a během dne se sama vypne. Má stejný koncept, který jsme dříve použili v mnoha obvodech detektoru tmy:

• Obvod tmavých a světlých indikátorů
• Detektor temnot využívající LDR a časovač IC 555
• Obvod zařízení pro klíčové dírky
• Automatické schodišťové světlo

Potřebné materiály

1. LM358 IC
2. LDR (fotoodpor)
3. 1M a 1K rezistor
4. LED diody
5. 10K hrnec
6. 12V female DC napájecí konektor a 12V adaptér
7. Kartový list a lepenka

LM358 - Op-Amp Comparator

Mozkem za tímto obvodem je IC LM358, který v tomto konkrétním provedení funguje jako komparátor. Podívejme se na to krátce, než se ponoříme hlouběji. LM358 je operační zesilovač (Op Amp) IC. Tento IC se skládají ze dvou operačních zesilovačů, které mohou být spojené s napětím mezi 3,3 až 32V, a to má opravdu nízký napájecí proud odliv 500μA. IC vypadá interně jako obrázek níže:

Obvykle se používá při vytváření jednoduchých obvodů komparátorů a zesilovačů a lze jej nalézt také v obvodech aktivních filtrů, formovačích vln atd., V tomto projektu použijeme LM358 jako komparátor napětí. Srovnávač napětí se používá k porovnání dvou napětí a ke zjištění, které je větší než druhé, a poté podle toho otočí výstup na vysokou nebo nízkou hodnotu. Pokud tedy použijeme napětí na invertující a neinvertující vstupy a pokud je napětí na neinvertujícím vstupu větší než napětí na invertujícím vstupu, výstup jde vysoko a pokud naopak, výstup klesá. Tento projekt funguje zcela na tomto principu. Vzorec pro porovnávání napětí je dán jako:

V _OUT = A _O (V _{in +} - V _in-)

Kde A _O je zisk otevřené smyčky operačního zesilovače. V _{in +} je vstupní napětí na neinvertující vstupní svorce a V _in- je vstupní napětí na invertující vstupní svorce. Pokud je tedy V _{in +} větší než V _in-, bude výstup vysoký, jinak bude nízký.

LDR

Pokud je operační zesilovač mozkem našeho obvodu, pak je LDR smyslovým orgánem. Rezistor závislý na světle (LDR) nebo fotoodpor je rezistor řízený světlem. Jeho odpor klesá se zvyšující se intenzitou světla a naopak. Ve skutečnosti, když na LDR dopadá světlo, pak polovodič absorbuje fotony světla a vázané elektrony skočí do vodivého pásma a odpor se sníží v důsledku fotovodivosti. Chcete-li se dozvědět více o LDR a jeho fungování, klikněte na odkaz.

Schéma zapojení a vysvětlení

Okruh není opravdu tvrdý; kompletní schéma zapojení pro elektronickou svíčku je uvedeno níže.

Jak je znázorněno v schématu zapojení, připojte 1K rezistor na pin 1 IC a poté připojte kladný konec LED k tomuto odporu a záporný k zemi. Nyní připojte střední kolík 10K hrotu ke kolíku 2 IC a připojte uzemnění a 12V ke zbytku kolíků hrnce. Připojte 1M rezistor k 12V a připojte LDR do série s tímto rezistorem. Nyní připojte druhý konec LDR k uzemnění obvodu. Připojte společný bod odporu LDR a 1M k pinu 3 IC. Připojte 12V ke kolíku 8 a uzemněte ke kolíku 4 IC a jste připraveni. Nemusíte být příliš vybíraví ohledně rezistorů, připojili jsme se. Ale ujistěte se, že rezistor připojený k LDR je v mega ohmech a rezistor s LED je v několika tisících.

Celý obvod jsme postavili na tečkované desce, aby byl kompaktní a snadno použitelný. Je to opravdu jednoduchý obvod, stačí si zdokonalit své pájecí schopnosti a začít ho navrhovat. Nejprve připojte 12V napájecí konektor DC na perfboard. Pamatujte na konfiguraci kolíku tohoto konektoru při navrhování obvodu. Je to znázorněno na obrázku níže:

Pinování operačních zesilovačů je již diskutováno výše a rezistory a LDR nemají polaritu. Jakmile je vaše pájecí práce dokončena, deska by měla vypadat nějak takto, jak je znázorněno na obrázku níže.

Inteligentní elektrická svíčka - pracovní

Po navržení obvodu na perfboardu a jeho pájení připojte 12V adaptér do zdířky a vaše LED musí svítit. Nyní pro kalibraci komparátoru upravte 10K pot na úroveň, kde LED právě zhasne. Nyní zakryjte LDR rukou a uvidíte rozsvícení LED. Citlivost LDR můžete upravit nastavením potu.

Nyní pochopme, jak tato svíčka funguje. Jak již víme, že ve tmě se odpor LDR zvyšuje na mega ohmy a klesá s nárůstem intenzity světla na několik stovek ohmů. Takže ve světle, protože odpor je velmi nízký, takže napětí na neinvertujícím signálu je velmi nízké ve srovnání s invertující svorkou kvůli 10K potu, který jsme připojili. V tomto případě je tedy výstupní napětí také nízké, proto se LED nerozsvítí. Ale v případě tmy se odpor zvyšuje na mega ohmy, což je ve srovnání s 10K potenciometrem ticho, proto LED svítí.

Nastavení hrnce bude manipulovat s citlivostí. Citlivostí myslím, při jaké intenzitě světla váš komparátor rozsvítí LED. Pokud nastavíte hrnec blízko rozsvícení LED, detekuje také minutovou tmu. Pokud jej však nastavíte mnohem dříve, než se rozsvítí kontrolka LED, bude schopen detekovat pouze vysokou tmu. Citlivost můžete také otestovat položením ruky před LDR. Je vysoce citlivý, pokud detekuje vaši ruku daleko a je méně citlivý, pokud jej potřebujete zakrýt, aby svítila LED dioda.

Pokud chcete použít více než jednu LED, pak to není problém. Připojte dvě tři LED v sérii a nakonec je připojte tam, kde jsme připojovali jednu LED a její Perfecto. Ale ujistěte se, že váš komparátor může dodávat dostatek proudu pro napájení všech LED diod.

K výrobě svíčky můžete použít LED k zakrytí čehokoli. Použil jsem karton a kapesník. Roll list papíru podle velikosti LED a snížit ho shora trochu ve tvaru plamene nebo v libovolném tvaru, který chcete, aby mohl vypadat atraktivně. Zakryjte LED touto svíčkou a vytvořili jste si vlastní inteligentní elektronickou svíčku.

Tento obvod jsem také simuloval na proteus 8. Můžete si jej také navrhnout sami. Postupujte podle výše uvedeného schématu zapojení a nastavte intenzitu světla LDR na 1000 a začněte ji snižovat, dokud se nestane nulovou, a uvidíte LED svítící, jak je znázorněno na videu níže.