The GoodNightLight: מעגל פשוט של לילה: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

עקוב אחר מאת המחבר:

אודות: סטודנט לתואר שני באוניברסיטת פרדו, מהנדס ביו -רפואה, חובב אלקטרוניקה, איש חינוך, מנסה ללמוד קצת על הנדסה ותכנות עוד אודות ohoilett »

שלום לכולם, אני מלמד קורס ביו -אינסטרומנטציה לתלמידי חטיבת הביניים בחורף במסגרת Purdue GERI (מכון משאבי חינוך מחוננים). בקורס זה אני מציג לסטודנטים את יסודות המעגלים וכיצד אנו משתמשים במעגלים בהנדסה ביו -רפואית. גיליתי שאור לילה הוא מעגל היכרות טוב לסטודנטים הלומדים על אלקטרוניקה. הוא כולל כמה רכיבים בסיסיים כמו נגדים ונורות. הוא כולל גם רכיב ביניים יותר, כלומר המגבר התפעולי וחיישן שימושי, כלומר פוטוזיסטור. מנגנון המעגל מראה לתלמידים כיצד אנו יכולים להשתמש במעגלים כדי לתקשר עם העולם החיצון ולייצר פלט כלשהו. במקרה זה, אור הלילה נדלק כאשר רמות האור הסביבתי יורדות ונכבות כאשר רמות האור הסביבתיות עולות. כולם אוהבים לראות את הלדים נדלקים ומכבים באופן אוטומטי. אמרתי להורים שאעלה את השיעורים השונים ברשת (ואני כמה חודשים מאחורי o_O) אז הנה אני הולך עם הראשון! מקווה שתיהנו מההדרכה שלי ל- GoodNightLight.

שלב 1: פוטורסיסטור או התנגדות תלויה באור (LDR)

פוטורסיסטור הוא רכיב פשוט שמשנה את ההתנגדות לאור האור. הנגד מכיל חומרים רגישים לאור הגורמים לירידה בהתנגדות החומר עם אור מוגבר (יותר אור). מנגד, ההתנגדות של החומר עולה עם ירידה באור (הוא נהיה כהה יותר). חיישן הצילום אחראי לאיתור שינויים באור הסביבה, שיפעילו את אור הלילה. אל תהסס למדוד את ההתנגדות של הפוטורזיסטור בעזרת מולטימטר כדי לראות כיצד ההתנגדות שלו משתנה כאשר אתה מכסה וחושף את הפוטורזיסטור באצבע או בחפץ אטום אחר.

שלב 2: מחלק מתח

מחלק מתח הוא דרך פשוטה להתממשק עם מתמר התנגדותי, שהוא רכיב המתרגם צורה אחת של אנרגיה להתנגדות. במעגל זה, מתמר ההתנגדות שלנו הוא הפוטורזיסטור שלנו. מחלק מתח מורכב משני נגדים בסדרה (מחוברים אחד אחרי השני). מקור מתח, כמו סוללה, מחובר לאחד הנגדים במחיצה והנגד השני מחובר לאדמה. המשוואה של מחלק מתח היא כדלקמן: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

כפי שאנו יכולים לראות מהמשוואה, R1 ו- R2 קובעים ישירות את הפלט של מחלק המתח. אם בוחנים את המשוואה עוד קצת, אנו רואים שככל ש- R2 עולה, Vout מתקרב אל וין. הזכרנו בשלב הקודם שהתנגדותו של הפוטורזיסטור עולה עם ירידה באור הסביבה. אנו ממקמים את הפוטורזיסטור שלנו במיקום R2 של מחלק המתח הזה.

שלב 3: משווה ופלט LED

משווה הוא מעגל פשוט המשווה שני מתח. אם המתח בכניסה הבלתי הפיכה (כניסת מגבר האופ עם סימן "+") גדול מהמתח בכניסה ההפוכה (הכניסה של מגבר האופ עם הסימן "-"), הפלט של המשווה יפעיל את הנורית. אם ההיפך הוא הנכון, פלט המשווה יכבה את הנורית. אם לא השתמשת בלדים בעבר, דע שהם נדלקים כאשר זרם קטן עובר דרכם. למידע נוסף על נוריות LED מהמדריך המצוין הזה.

עבור המשווה שלנו, נשתמש במגבר LM324. ה- LM324 הוא מגבר מרובע, כלומר יש לו 4 מגברים מובנים באריזה אחת. נצטרך רק אחד מארבעת המגברים. חבר את ה- LM324 כפי שמוצג בסכימה.

שלב 4: מסקנות ומחשבות אחרונות

במדריך זה, הדגמתי פשוט הדלקת LED עם כמויות משתנות של אור הסביבה. אנא השתמש ביצירתיות שלך כדי להפוך אותו ל"אור לילה "אמיתי.

שלב 5: פתרון בעיות

1. במדריך זה, המלצתי להוסיף נגד 10k בסדרה עם הפוטורסיסטור שלך. בהתאם להתנגדות ה"נומינלית "של הפוטורזיסטור שלך, ייתכן שיהיה עליך לשנות את הנגד 10k למשהו אחר. אני ממליץ למדוד את ההתנגדות של הפוטורזיסטור במולטימטר שלך כאשר הפוטורזיסטור שלך חשוף לסביבה וכאשר החיישן מכוסה על ידי אובייקט זר כלשהו. אתה רוצה לבחור נגד סדרה גדול מהתנגדות הפוטורזיסטור כשהוא חשוף לאור הסביבה, אך קטן יותר מהתנגדות הפוטורזיסטור כשהוא מכוסה. לדוגמה, עבור הפוטורזיסטור שהשתמשתי בו, ההתנגדות שלו בעת חשיפה לאור הסביבה הייתה בסביבות 8k. כאשר כיסיתי את הפוטורזיסטור באצבע, ההתנגדות שלו עלתה ל 48k.

2. ודא כי אתה מחבר את מחיצות המתח לכניסות המתאימות של מגבר האופ. שימו לב לחיבורים בשלב 3.

3. היזהר מהקוטביות של ה- LED. הרגל הקצרה יותר "שלילית" וצריכה להתחבר לקרקע.