Diy έξυπνο ηλεκτρονικό κερί με χρήση ldr

Τα κεριά έχουν μεγάλη χρήση από αιώνες, καθοδηγεί τους ανθρώπους κατά τη διάρκεια της νύχτας, ακόμη και πριν ο Έντισον βρήκε την ιδέα για λαμπτήρες. Σήμερα, από τις Εκκλησίες έως τις κουζίνες, τα Κεριά χρησιμοποιούνται όχι μόνο για να παρέχουν φως όταν χρειάζεται, αλλά επίσης αυξάνει την αισθητική και προσφέρει μια ζεστή αίσθηση. Ενώ τα συνηθισμένα κεριά λειτουργούν καλά, λιώνουν αρκετά γρήγορα κάνοντας το μέρος άσχημο και μερικές φορές αν δεν επιτηρείται, μπορεί επίσης να οδηγήσει σε κινδύνους πυρκαγιάς. Έτσι, σε αυτό το σεμινάριο πρόκειται να φτιάξουμε ηλεκτρονικό κερί χωρίς φλόγα χρησιμοποιώντας μερικά απλά ηλεκτρονικά και ένα LED. Επιπλέον, αυτό το έξυπνο κερί θα ανάβει αυτόματα τη νύχτα ή κατά τη διάρκεια του σκότους και θα σβήσει κατά τη διάρκεια της ημέρας. Έχει την ίδια ιδέα που έχουμε χρησιμοποιήσει στο παρελθόν σε πολλά κυκλώματα ανιχνευτών σκοταδιού:

• Κύκλωμα ένδειξης σκοτεινού και φωτός
• Dark Detector χρησιμοποιώντας LDR και 555 Timer IC
• Απλό κύκλωμα συσκευής φωτισμού κλειδαρότρυπας
• Αυτόματο φως σκάλας

Απαιτούμενα υλικά

1. LM358 IC
2. LDR (Φωτογραφία αντίσταση)
3. Αντίσταση 1M και 1K
4. LED
5. 10K ποτ
6. 12V Female DC Power Jack και 12V Adapter
7. Φύλλο κάρτας και Perfboard

LM358 - Συγκριτής Op-Amp

Ο εγκέφαλος πίσω από αυτό το κύκλωμα είναι το LM358 IC που λειτουργεί ως συγκριτής σε αυτό το συγκεκριμένο σχέδιο. Ας το εξετάσουμε εν συντομία πριν βυθίσουμε βαθύτερα Το LM358 είναι ένας λειτουργικός ενισχυτής (Op Amp) IC. Αυτό το IC αποτελείται από δύο λειτουργικούς ενισχυτές που μπορούν να φέρουν τάση μεταξύ 3,3V και 32V και έχει πολύ χαμηλό ρεύμα τροφοδοσίας 500μA. Το IC μοιάζει εσωτερικά με την παρακάτω εικόνα:

Χρησιμοποιείται γενικά για την κατασκευή απλών κυκλωμάτων συγκριτή και ενισχυτή και μπορεί επίσης να βρεθεί σε ενεργά κυκλώματα φίλτρων, διαμορφωτές κυμάτων κ.λπ., σε αυτό το έργο θα χρησιμοποιήσουμε το LM358 ως συγκριτικό τάσης. Ένας συγκριτής τάσης χρησιμοποιείται για να συγκρίνει δύο τάσεις και να ανακαλύψει ποια είναι μεγαλύτερη από την άλλη και στη συνέχεια να γυρίσει την έξοδο υψηλή ή χαμηλή ανάλογα με αυτό. Έτσι, εάν εφαρμόζουμε τάση στις εισόδους αντιστροφής και μη αναστροφής και εάν η τάση στην είσοδο μη αναστροφής είναι μεγαλύτερη από την τάση στην είσοδο αντιστροφής τότε, η έξοδος πηγαίνει υψηλή και αν αντιστρόφως η έξοδος μειώνεται. Αυτό το έργο λειτουργεί εξ ολοκλήρου σε αυτήν την αρχή. Ο τύπος σύγκρισης τάσης δίνεται ως:

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

Όπου A _O είναι το κέρδος ανοιχτού βρόχου του op amp. Το V _{in +} είναι η τάση εισόδου στο τερματικό εισόδου χωρίς αναστροφή και το V _in- είναι η τάση εισόδου στο τερματικό αντιστροφής εισόδου. Έτσι, εάν το V _{in +} είναι μεγαλύτερο από το V _in- τότε η έξοδος θα είναι υψηλή, αλλιώς θα είναι χαμηλή.

LDR

Εάν το Op-amp είναι ο εγκέφαλος του κυκλώματός μας, τότε το LDR είναι το αισθητήριο όργανο. Το Light Dependent Resistor (LDR) ή το Photo resistor είναι μια αντίσταση ελεγχόμενη από το φως. Η αντίστασή του μειώνεται με την αύξηση της έντασης του φωτός και το αντίστροφο. Στην πραγματικότητα, όταν εμφανίζεται φως στο LDR τότε ο ημιαγωγός απορροφά τα φωτόνια του φωτός και τα συνδεδεμένα ηλεκτρόνια πηδούν στη ζώνη αγωγιμότητας και η αντίσταση μειώνεται λόγω της φωτοαγωγιμότητας. Για να μάθετε περισσότερα για το LDR και τη λειτουργία του, ακολουθήστε τον σύνδεσμο.

Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση

Το κύκλωμα δεν είναι πραγματικά σκληρό. Το πλήρες διάγραμμα κυκλώματος για Ηλεκτρονικό Κερί δίνεται παρακάτω.

Όπως φαίνεται στο διάγραμμα κυκλώματος, συνδέστε μια αντίσταση 1Κ στον ακροδέκτη 1 του IC και, στη συνέχεια, συνδέστε το θετικό άκρο ενός LED σε αυτήν την αντίσταση και αρνητικό στη γείωση. Τώρα συνδέστε τον μεσαίο πείρο του δοχείου 10Κ στον ακροδέκτη 2 του IC και συνδέστε τη γείωση και 12V με τις υπόλοιπες ακίδες του δοχείου. Συνδέστε μια αντίσταση 1M σε 12V και συνδέστε LDR σε σειρά με αυτήν την αντίσταση. Τώρα, συνδέστε το άλλο άκρο του LDR στη γείωση του κυκλώματος. Συνδέστε το κοινό σημείο της αντίστασης LDR και 1M με τον ακροδέκτη 3 του IC. Συνδέστε 12V στον ακροδέκτη 8 και γειώστε στον ακροδέκτη 4 του IC και είστε έτοιμοι. Δεν χρειάζεται να είστε πολύ επιλεκτικοί για τις αντιστάσεις, έχουμε συνδεθεί. Αλλά βεβαιωθείτε ότι η αντίσταση που είναι συνδεδεμένη στο LDR είναι σε μεγάλα ωμ και η αντίσταση με LED είναι σε μερικές χιλιάδες.

Έχουμε δημιουργήσει το πλήρες κύκλωμα σε μια διάστικτη πλακέτα για να το κάνουμε συμπαγές και εύκολο στη χρήση. Είναι πραγματικά ένα απλό κύκλωμα, απλά πρέπει να βελτιώσετε τις ικανότητές σας συγκόλλησης και να αρχίσετε να το σχεδιάζετε. Αρχικά, τοποθετήστε το θηλυκό βύσμα τροφοδοσίας DC 12V στον πίνακα αρωμάτων. Θυμηθείτε τη διαμόρφωση ακίδων αυτής της υποδοχής ενώ σχεδιάζετε το κύκλωμα. Εμφανίζεται στο παρακάτω σχήμα:

Τα pinouts του op-amp έχουν ήδη συζητηθεί παραπάνω και οι αντιστάσεις και οι LDR δεν έχουν πολικότητα. Μόλις ολοκληρωθεί η εργασία συγκόλλησης, ο πίνακας θα πρέπει να μοιάζει με αυτό που φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Smart Electric Candle - Εργασία

Αφού σχεδιάσετε το κύκλωμα στο αρωματοποιείο και συγκολλήστε το, συνδέστε τον προσαρμογέα 12V στη γυναικεία υποδοχή και το LED σας πρέπει να ανάβει. Τώρα, για να βαθμονομήσετε το συγκριτικό ρυθμίστε το δοχείο 10K στο επίπεδο όπου απλώς σβήνει το LED. Τώρα καλύψτε το LDR με το χέρι σας και θα δείτε το LED να ανάβει. Μπορείτε να ρυθμίσετε την ευαισθησία του LDR ρυθμίζοντας το pot.

Τώρα, ας καταλάβουμε πώς λειτουργεί αυτό το κερί. Όπως ήδη γνωρίζουμε ότι στο σκοτάδι η αντίσταση του LDR αυξάνεται στα μεγάλα ωμ και μειώνεται με την αύξηση της έντασης του φωτός σε μερικές εκατοντάδες ωμ. Έτσι, στο φως, καθώς η αντίσταση είναι πολύ χαμηλή, έτσι, η τάση στο σήμα που δεν αναστρέφει είναι πολύ χαμηλή σε σύγκριση με τον ακροδέκτη αντιστροφής λόγω του δοχείου 10K που έχουμε συνδέσει. Έτσι, σε αυτήν την περίπτωση, η τάση εξόδου είναι επίσης χαμηλή, επομένως το LED δεν ανάβει. Αλλά σε περίπτωση σκοταδιού η αντίσταση αυξάνεται στα μεγάλα ωμ, η οποία είναι ήσυχη υψηλή σε σύγκριση με το δοχείο των 10Κ, άρα το LED ανάβει.

Η ρύθμιση του ποτ θα χειριστεί την ευαισθησία. Με ευαισθησία, εννοώ σε ποια ένταση φωτός ανάβει ο συγκριτής σας το LED. Εάν ρυθμίσετε το δοχείο κοντά στο LED που ανάβει, τότε θα ανιχνεύσει και το λεπτό σκοτάδι. Αλλά αν το ρυθμίσετε πολύ πριν ανάψει η λυχνία LED, τότε θα μπορεί μόνο να ανιχνεύσει υψηλό σκοτάδι. Μπορείτε επίσης να ελέγξετε την ευαισθησία φέρνοντας το χέρι σας μπροστά από το LDR. Είναι πολύ ευαίσθητο εάν ανιχνεύει το χέρι σας πολύ μακριά και είναι λιγότερο ευαίσθητο εάν πρέπει να το καλύψετε για να ανάψετε το LED.

Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε περισσότερες από μία λυχνίες LED, τότε δεν είναι πρόβλημα. Συνδέστε δύο-τρία LED σε σειρά και, τέλος, συνδέστε τα όπου συνδέαμε ένα μόνο LED και το τέλειο του. Αλλά βεβαιωθείτε ότι ο συγκριτής σας θα μπορούσε να παρέχει αρκετό ρεύμα για την τροφοδοσία όλων των LED.

Για να φτιάξετε το κερί, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οτιδήποτε για να καλύψετε το LED. Έχω χρησιμοποιήσει ένα φύλλο χαρτιού και ένα χαρτομάντιλο. Κυλήστε το φύλλο της κάρτας σύμφωνα με το μέγεθος της λυχνίας LED και κόψτε το από πάνω λίγο σε σχήμα φλόγας ή σε οποιοδήποτε σχήμα θέλετε, ώστε να φαίνεται ελκυστικό. Καλύψτε το LED με αυτό το κερί και έχετε φτιάξει το δικό σας έξυπνο ηλεκτρονικό κερί.

Έχω προσομοιώσει επίσης αυτό το κύκλωμα στο proteus 8. Μπορείτε επίσης να το σχεδιάσετε μόνοι σας. Απλώς ακολουθήστε το παραπάνω διάγραμμα κυκλώματος και ορίστε την ένταση φωτός του LDR σε 1000 και αρχίστε να το χαμηλώνετε μέχρι να μηδενιστεί και θα δείτε το LED να ανάβει όπως φαίνεται στο παρακάτω βίντεο.