เราทุกคนรู้ดีว่าหนึ่งในสถานที่ที่เกิดการสิ้นเปลืองพลังงานมากที่สุดในบ้านและสำนักงานคือบันได เรามักจะเปิดไฟที่บันไดและปล่อยให้มันรีบร้อน ในโครงการนี้เราจะออกแบบโคมไฟบันไดที่ใช้งานได้กับแบตเตอรี่และจะเปิดไฟเฉพาะเมื่อมีคนอยู่ที่นั่นเท่านั้น วงจรนี้สามารถใช้เพื่อประหยัดพลังงานและสามารถใช้เป็นไฟสำรองฉุกเฉินได้
วงจรทำงานในสองเงื่อนไข - หนึ่งคือมีแสงอยู่ในตำแหน่งของมันและประการที่สองคือการปรากฏตัวของมนุษย์เมื่อตรงตามเงื่อนไขทั้งสองนี้คอนโทรลเลอร์จะเปิดไฟสำรอง
เงื่อนไขทั้งสองนี้ได้รับการทดสอบโดยเซ็นเซอร์สองตัวหนึ่งคือ LDR และอื่น ๆ คือโมดูลเซ็นเซอร์ PIR Motion LDR จะตรวจจับการมีอยู่ของแสงและเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวจะตรวจจับการมีอยู่ของมนุษย์ในระยะของมัน
ภาพทางด้านซ้ายแสดงเซนเซอร์ LDR (Light Dependent Resistor) และภาพทางด้านขวาจะแสดง PIR Sensor หรือ Motion Sensor Module PIR Sensor โดยพื้นฐานแล้วคือ IR (ตัวรับอินฟราเรด) ประกอบด้วยตัวรับ IR ที่ละเอียดอ่อนซึ่งตรวจจับรังสี IR (อินฟาเรด) ในภูมิภาคเรารู้ว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดปล่อยรังสี IR ออกมาและร่างกายมนุษย์ เมื่อใดก็ตามที่มีมนุษย์อยู่ในบริเวณโมดูลเซ็นเซอร์ตรวจจับการมีอยู่ของรังสี IR
เมื่อใดก็ตามที่มีมนุษย์อยู่ในบริเวณการตรวจจับของโมดูลเซ็นเซอร์จะรับการเปลี่ยนแปลงของ IR เมื่อร่างกายมนุษย์ปล่อยรังสี IR ดังนั้นตอนนี้การเปลี่ยนแปลงของ IR ที่รับโดยโมดูลจะถูกกรองโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในโมดูลและเมื่อส่งสัญญาณการเปลี่ยนแปลงของ IR โมดูลสร้างพัลส์ ชีพจรนี้มีระยะเวลา 5 วินาทีโดยค่าเริ่มต้น
ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่มนุษย์ข้ามขอบเขตการตรวจจับของโมดูลมันจะสร้างพัลส์ 5 วินาที ดังนั้นโมดูลนี้จึงตรวจพบการปรากฏตัวของมนุษย์ด้วยรังสี IR
โมดูลเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวจะมีสองหม้อหรือพรีเซ็ตหนึ่งในนั้นคือการปรับขอบเขตการตรวจจับของโมดูลและโมดูลที่สองคือการเปลี่ยนแปลงเวลาของเอาต์พุตพัลส์สูงในการตรวจจับการเคลื่อนไหว ระยะเวลาของชีพจรสามารถปรับได้ตั้งแต่ไม่กี่วินาทีถึงไม่กี่นาที คุณสามารถทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้จากวงจรเซ็นเซอร์ PIR นี้
LDR ในวงจรนี้ทำงานเป็นตัวต้านทานแบบแปรผัน ตัวต้านทานของ LDR จะเปลี่ยนไปตามความเข้มของแสง เมื่อแสงตกบน LDR ต่ำความต้านทานของ LDR จะสูง เมื่อแสงตกบน LDR สูงความต้านทานทั่วขั้วของ LDR จะต่ำมากเมื่อเทียบกับความต้านทานแสงต่ำ
ส่วนประกอบที่จำเป็น
ฮาร์ดแวร์:
ATMEGA32
แหล่งจ่ายไฟ (5v), โปรแกรม AVR-ISP
ตัวเก็บประจุ 100uF
LED
ตัวต้านทาน220Ω, 1KΩ
LDR (ตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสง)
หม้อ100KΩหรือที่ตั้งไว้ล่วงหน้า
โมดูลเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหวใด ๆ (HC-SR501)
ไฟ LED 2 วัตต์
TIP122 ทรานซิสเตอร์
ซอฟต์แวร์:
Atmel สตูดิโอ 6.1
Progisp หรือแฟลชมายากล
แผนภาพวงจรและคำอธิบายการทำงาน
ดังที่แสดงในวงจรไฟบันไดอัตโนมัติด้านบนไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อคริสตัลภายนอกที่นี่ เนื่องจาก ATMEGA ทำงานบน 1MHz ภายในจึงทำให้ออสซิลเลเตอร์ Resistor-Capacitor เป็นค่าเริ่มต้น เมื่อต้องการความแม่นยำของนาฬิกาเท่านั้นเนื่องจากการใช้การนับที่มีความแม่นยำสูงจะติดคริสตัลภายนอก เมื่อซื้อคอนโทรลเลอร์เป็นครั้งแรกระบบจะหลอมรวมเพื่อทำงานกับคริสตัลภายในโดยค่าเริ่มต้น
คอนโทรลเลอร์จะตรวจสอบสองสิ่งเสมอ:
- การปรากฏตัวของความมืด
- การตรวจจับการเคลื่อนไหว
ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วเมื่อแสงมีค่าความต้านทานของ LDR จะสูงตอนนี้จากการสังเกตเราสามารถบอกได้ว่ามีตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากหม้อ LDR และ 100K ข้อต่อตรงกลางของตัวแบ่งแรงดันจะถูกนำมาอ้างอิงและเชื่อมต่อกับ PB1 ตัวควบคุม คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการทำงานของ LDR ในวงจร LDR นี้
ตอนนี้ถ้ามีแสงน้อยความต้านทานของ LDR จะสูงและดังนั้นส่วนแบ่งแรงดันไฟฟ้าในสาขาตัวแบ่งแรงดันจึงเปลี่ยนไปเนื่องจากความต้านทานสูงแรงดันไฟฟ้าข้าม LDR จะสูงกว่าหม้อ 100K และด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าที่ จุดกึ่งกลางลดลงอย่างมากและการลดลงนี้สามารถรับรู้ได้ง่ายโดยคอนโทรลเลอร์ ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่ความมืดเข้ามาตัวควบคุมจะรับสัญญาณ สัญญาณนี้เป็นไปตามเงื่อนไขแรก ทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับ LDR ในวงจรตรวจจับความมืดนี้
เมื่อมีการเคลื่อนไหวจะมีพัลส์ที่ PB0 ของคอนโทรลเลอร์ซึ่งสร้างขึ้นโดยโมดูลเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหวตามที่เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้
เมื่อตรงตามเงื่อนไขทั้งสองนี้คอนโทรลเลอร์จะได้รับคำสั่งให้ส่งสัญญาณทรานซิสเตอร์ NPN เพื่อขับเคลื่อน LED เพาเวอร์