Όλοι γνωρίζουμε ότι ένα από τα μέρη όπου η σπατάλη ρεύματος συμβαίνει περισσότερο στα σπίτια και τα γραφεία είναι στις σκάλες. Συνήθως ανάβουμε φως στις σκάλες και το αφήνουμε βιαστικά. Σε αυτό το έργο πρόκειται να σχεδιάσουμε μια λάμπα θήκης που λειτουργεί με μπαταρία και ανάβει τα φώτα μόνο όταν κάποιος είναι εκεί εκεί. Αυτό το κύκλωμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εξοικονόμηση ενέργειας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εφεδρική λάμπα έκτακτης ανάγκης.
Το κύκλωμα λειτουργεί σε δύο συνθήκες - το ένα είναι η παρουσία φωτός στη θέση του και το δεύτερο είναι η παρουσία του ανθρώπου, μόνο όταν πληρούνται αυτές οι δύο συνθήκες, ο ελεγκτής ανάβει το εφεδρικό φως.
Αυτές οι δύο συνθήκες δοκιμάζονται από δύο αισθητήρες, ένας είναι LDR και άλλος είναι η μονάδα αισθητήρα PIR Motion. Το LDR ανιχνεύει την παρουσία φωτός και ο αισθητήρας κίνησης ανιχνεύει την παρουσία ενός ανθρώπου στην περιοχή του.
Η εικόνα στην αριστερή πλευρά δείχνει τον αισθητήρα LDR (Light Dependent Resistor) και η εικόνα στη δεξιά πλευρά δείχνει τον αισθητήρα PIR ή τη μονάδα αισθητήρα κίνησης. Ο αισθητήρας PIR είναι βασικά ένας υπέρυθρος δέκτης (υπέρυθρος δέκτης). Αποτελείται από ευαίσθητες λήψεις IR που ανιχνεύουν τις ακτίνες IR (Infra Red) στην περιοχή της. Γνωρίζουμε ότι κάθε ζωντανός οργανισμός εκπέμπει ακτίνες IR και έτσι το ανθρώπινο σώμα. Όποτε υπάρχει ένας άνθρωπος στην περιοχή της μονάδας αισθητήρα, ανιχνεύει την παρουσία ακτίνων IR.
Κάθε φορά που ένας άνθρωπος υπάρχει στην περιοχή ανίχνευσης της μονάδας, ο αισθητήρας παίρνει το IR αλλάζει καθώς το ανθρώπινο σώμα εκπέμπει ακτίνες IR, οπότε τώρα αυτές οι αλλαγές του IR που συλλέγονται από τη μονάδα φιλτράρονται από ηλεκτρονικά στη μονάδα και ως σηματοδοτώντας τις αλλαγές στο IR, Ένας παλμός δημιουργείται από τη μονάδα. Αυτός ο παλμός έχει διάρκεια 5 δευτερόλεπτα από προεπιλογή.
Έτσι, όταν ένας άνθρωπος διασχίζει την περιοχή ανίχνευσης της μονάδας, παράγει έναν παλμό 5 δευτερολέπτων. Έτσι, η παρουσία του ανθρώπου ανιχνεύεται από τις ακτίνες IR από αυτήν την ενότητα.
Η μονάδα αισθητήρα κίνησης θα έχει δύο γλάστρες ή προεπιλογές, μία από αυτές είναι η ρύθμιση της περιοχής ανίχνευσης της μονάδας και η δεύτερη είναι για μεταβολή του χρόνου υψηλής απόδοσης παλμού κατά την ανίχνευση κίνησης. Η διάρκεια του παλμού μπορεί να ρυθμιστεί από λίγα δευτερόλεπτα σε λίγα λεπτά. Μπορείτε να το καταλάβετε περισσότερα από αυτό το κύκλωμα αισθητήρα PIR.
Το LDR σε αυτό το κύκλωμα λειτουργεί ως μεταβλητή αντίσταση. Η αντίσταση του LDR αλλάζει με βάση την ένταση του φωτός. Όταν το φως που πέφτει στο LDR είναι χαμηλό, η αντίσταση του LDR θα είναι υψηλή. Όταν το φως που πέφτει στο LDR είναι υψηλό, η αντίσταση μεταξύ των ακροδεκτών του LDR θα είναι πολύ χαμηλή σε σύγκριση με τη χαμηλή αντίσταση στο φως.
Απαιτούμενα στοιχεία
Σκεύη, εξαρτήματα:
ATMEGA32
Τροφοδοσία (5v), ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ AVR-ISP
Πυκνωτής 100uF
LED
220Ω, 1KΩ αντιστάσεις
LDR (Φωτιστική Αντίσταση)
100KΩ δοχείο ή προεπιλογή, Οποιαδήποτε μονάδα αισθητήρα κίνησης (HC-SR501)
LED 2WATT
Τρανζίστορ TIP122.
Λογισμικό:
Atmel studio 6.1
Progisp ή flash μαγεία
Διάγραμμα κυκλώματος και εξήγηση εργασίας
Όπως φαίνεται στο παραπάνω κύκλωμα αυτόματου φωτισμού σκάλας, δεν χρειάζεται να συνδέσετε έναν εξωτερικό κρύσταλλο εδώ. Επειδή το ATMEGA λειτουργεί σε εσωτερικά 1MHz, ο ταλαντωτής Resistor-Capacitor από προεπιλογή. Μόνο όταν απαιτείται η ακρίβεια του ρολογιού, ως εφαρμογή μέτρησης υψηλής ακρίβειας, προστίθεται εξωτερικός κρύσταλλος. Όταν ο ελεγκτής αγοράζεται για πρώτη φορά, συντήκεται από προεπιλογή η επεξεργασία εσωτερικών κρυστάλλων.
Ο ελεγκτής θα ελέγχει πάντα δύο πράγματα:
- Παρουσία του σκότους
- Ανίχνευση σε κίνηση
Όπως συζητήσαμε όταν το φως είναι χαμηλό, η αντίσταση του LDR θα είναι υψηλή, τώρα από την παρατήρηση μπορούμε να πούμε ότι υπάρχει ένας διαχωριστής τάσης που σχηματίζεται από LDR και 100K pot, ο μεσαίος σύνδεσμος του διαχωριστή τάσης λαμβάνεται ως αναφορά και συνδέεται με το PB1 του ελεγκτής. Μπορείτε να μάθετε περισσότερα σχετικά με την αρχή λειτουργίας του LDR σε αυτό το κύκλωμα LDR.
Τώρα, εάν υπάρχει χαμηλό φως, η αντίσταση του LDR θα είναι υψηλή και έτσι το μερίδιο τάσης στον κλάδο διαχωριστή τάσης αλλάζει, Λόγω της υψηλής αντίστασης, η τάση σε ολόκληρο το LDR θα είναι υψηλότερη από εκείνη του δοχείου 100K, και λόγω αυτού η τάση στο το μεσαίο σημείο πέφτει δραστικά και αυτή η πτώση γίνεται εύκολα αισθητή από τον ελεγκτή. Έτσι, όποτε έρχεται το σκοτάδι, ο ελεγκτής παίρνει ένα σήμα. Αυτό το σήμα ικανοποιεί την πρώτη προϋπόθεση. Κατανοήστε περισσότερα για τα LDR σε αυτό το κύκλωμα σκοτεινού ανιχνευτή
Με την παρουσία κίνησης, θα υπάρχει παλμός στο PB0 του ελεγκτή που παράγεται από τη μονάδα αισθητήρα κίνησης όπως συζητήσαμε προηγουμένως.
Μόλις πληρούνται αυτές οι δύο προϋποθέσεις, ο ελεγκτής έχει εντολή να σηματοδοτήσει το τρανζίστορ NPN για να οδηγήσει το LED ισχύος.