เทียนอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ DIY โดยใช้ ldr

เทียนมีประโยชน์อย่างมากมานานแล้วโดยเป็นแนวทางให้มนุษย์ในช่วงกลางคืนก่อนที่เอดิสันจะคิดหาหลอดไฟ ทุกวันนี้ตั้งแต่โบสถ์ไปจนถึงห้องครัวเทียนไม่เพียง แต่ใช้เพื่อให้แสงสว่างเมื่อจำเป็นเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความสวยงามและให้ความรู้สึกอบอุ่นอีกด้วย แม้ว่าเทียนธรรมดาจะทำงานได้ดี แต่ก็ละลายไปอย่างรวดเร็วทำให้สถานที่นั้นน่ารังเกียจและในบางครั้งหากไม่มีการดูแลก็อาจทำให้เกิดอันตรายจากไฟได้ ดังนั้นในบทช่วยสอนนี้เราจะทำเทียนอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่มีเปลวไฟโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ง่ายๆและ LED นอกจากนี้เทียนอัจฉริยะนี้จะเปิดโดยอัตโนมัติในเวลากลางคืนหรือในช่วงมืดและจะปิดตัวเองในช่วงกลางวัน มีแนวคิดเดียวกันกับที่เราเคยใช้มาก่อนในวงจรตรวจจับความมืดหลายอย่าง:

• วงจรไฟแสดงสถานะมืดและสว่าง
• เครื่องตรวจจับความมืดโดยใช้ LDR และ 555 Timer IC
• วงจรอุปกรณ์แสงสว่าง Keyhole อย่างง่าย
• ไฟบันไดอัตโนมัติ

วัสดุที่จำเป็น

1. LM358 ไอซี
2. LDR (ตัวต้านทานภาพ)
3. ตัวต้านทาน 1M และ 1K
4. ไฟ LED
5. หม้อ 10K
6. แจ็คไฟ DC หญิง 12V และอะแดปเตอร์ 12V
7. แผ่นการ์ดและ Perfboard

LM358 - ตัวเปรียบเทียบ Op-Amp

สมองที่อยู่เบื้องหลังวงจรนี้คือLM358 ICซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเปรียบเทียบในการออกแบบเฉพาะนี้ มาดูกันสั้น ๆ ก่อนที่เราจะดำดิ่งลงไป LM358 เป็นไอซีแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้งานได้ IC นี้ประกอบด้วยสองเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานซึ่งสามารถทนแรงดันไฟฟ้าระหว่าง3.3Vเพื่อ32Vและมีอุปทานท่อระบายน้ำในปัจจุบันต่ำจริงๆของ500μAIC มีลักษณะภายในเหมือนภาพด้านล่าง:

มันถูกใช้โดยทั่วไปในการสร้างเปรียบเทียบง่ายและวงจรขยายและยังสามารถพบได้ในวงจรกรองที่ใช้งานคลื่น shapers ฯลฯ ในโครงการนี้เราจะใช้LM358 เป็นตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า เครื่องเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าใช้เพื่อเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าสองตัวและค้นหาว่าค่าใดมากกว่าอีกตัวหนึ่งจากนั้นจึงเปิดเอาต์พุตสูงหรือต่ำขึ้นอยู่กับว่า ดังนั้นถ้าเราใช้แรงดันไฟฟ้ากับอินพุทแบบกลับด้านและไม่กลับด้านและถ้าแรงดันไฟฟ้าของอินพุตที่ไม่กลับด้านมีค่ามากกว่าแรงดันไฟฟ้าที่อินพุทอินพุตเอาต์พุตจะสูงและในทางกลับกันเอาต์พุตจะต่ำ โครงการนี้ทำงานบนหลักการนี้ทั้งหมด สูตรสำหรับการเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าจะได้รับเป็น:

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

โดยที่ A _Oคืออัตราขยายวงเปิดของ op amp V _{in +}คือแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่ขั้วอินพุตที่ไม่กลับด้านและ V _in-คือแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่ขั้วอินพุตกลับด้าน ดังนั้นถ้า V _{ใน +}มากกว่า V _{ใน -}เอาต์พุตจะสูงมิฉะนั้นจะต่ำ

LDR

ถ้า Op-amp เป็นสมองของวงจรของเรา LDR ก็คืออวัยวะรับความรู้สึก Light Dependent Resistor (LDR) หรือ Photo resistor เป็นตัวต้านทานที่ควบคุมด้วยแสง มันต้านทานลดลงด้วยการเพิ่มขึ้นของความเข้มของแสงและในทางกลับกัน ที่จริงแล้วเมื่อแสงตกกระทบบน LDR เซมิคอนดักเตอร์จะดูดซับโฟตอนของแสงและอิเล็กตรอนที่ถูกผูกมัดจะกระโดดไปที่แถบการนำไฟฟ้าและความต้านทานจะลดลงเนื่องจากการถ่ายภาพด้วยแสง หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ LDR และการทำงานให้ไปที่ลิงค์

แผนภาพวงจรและคำอธิบาย

วงจรไม่แข็งจริงๆ แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์สำหรับเทียนอิเล็กทรอนิกส์แสดงไว้ด้านล่าง

ดังที่แสดงในแผนภาพวงจรเชื่อมต่อตัวต้านทาน 1K กับขา 1 ของ IC จากนั้นต่อปลายขั้วบวกของ LED เข้ากับตัวต้านทานนี้และขั้วลบกับกราวด์ ตอนนี้เชื่อมต่อพินกลางของหม้อ 10K กับพิน 2 ของ IC แล้วเชื่อมต่อกราวด์และ 12V กับพินที่เหลือของหม้อ เชื่อมต่อตัวต้านทาน 1M กับ 12V และเชื่อมต่อ LDR แบบอนุกรมกับตัวต้านทานนี้ ตอนนี้เชื่อมต่อปลายอีกด้านของ LDR กับกราวด์ของวงจร เชื่อมต่อจุดร่วมของตัวต้านทาน LDR และ 1M ด้วยพิน 3 ของ IC เชื่อมต่อ 12V กับพิน 8 และกราวด์กับพิน 4 ของ IC และคุณก็พร้อมแล้ว คุณไม่จำเป็นต้องเลือกตัวต้านทานมากนักเราได้เชื่อมต่อแล้ว แต่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวต้านทานที่เชื่อมต่อกับ LDR มีหน่วยเป็นเมกะโอห์มและตัวต้านทานที่มี LED อยู่ในระดับไม่กี่พัน

เราได้สร้างวงจรที่สมบูรณ์บนกระดานประเพื่อให้มีขนาดกะทัดรัดและใช้งานง่าย มันเป็นวงจรง่ายๆจริงๆคุณแค่ต้องฝึกฝนทักษะการบัดกรีของคุณและเริ่มออกแบบมัน ขั้นแรกให้ติดตั้งแจ็คไฟ DC ตัวเมีย 12V บนบอร์ด จำการกำหนดค่าพินของแจ็คนี้ในขณะที่ออกแบบวงจร ดังแสดงในรูปด้านล่าง:

pinouts ของ op-amp มีการกล่าวถึงข้างต้นแล้วและตัวต้านทานและ LDR ไม่มีขั้ว เมื่องานบัดกรีของคุณเสร็จสมบูรณ์บอร์ดควรมีลักษณะเช่นนี้ในภาพด้านล่าง

เทียนไฟฟ้าอัจฉริยะ - กำลังทำงาน

หลังจากออกแบบวงจรบนเพอร์บอร์ดและบัดกรีแล้วให้เชื่อมต่ออะแดปเตอร์ 12V เข้ากับแจ็คตัวเมียและไฟ LED ของคุณจะต้องติดสว่าง ตอนนี้ในการปรับเทียบเครื่องเปรียบเทียบให้ปรับหม้อ 10K ไปที่ระดับที่ LED เพิ่งดับลง ตอนนี้ใช้มือของคุณครอบคลุม LDR แล้วคุณจะเห็นไฟ LED เปิดอยู่ คุณสามารถปรับความไวของ LDR ได้โดยการปรับหม้อ

ตอนนี้ให้เราเข้าใจว่าเทียนนี้ทำงานอย่างไร ดังที่เราทราบแล้วว่าในความมืดความต้านทานของ LDR จะเพิ่มขึ้นเป็นเมกะโอห์มและจะลดลงเมื่อความเข้มของแสงเพิ่มขึ้นเป็นไม่กี่ร้อยโอห์ม ดังนั้นในสภาพแสงเนื่องจากความต้านทานต่ำมากดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณที่ไม่กลับด้านจึงต่ำมากเมื่อเทียบกับขั้วกลับด้านเนื่องจากหม้อ 10K ที่เราเชื่อมต่อ ดังนั้นในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าขาออกก็ต่ำด้วยเหตุนี้ LED จึงไม่เปิด แต่ในกรณีที่มืดความต้านทานจะเพิ่มขึ้นเป็นเมกะโอห์มซึ่งเงียบสูงเมื่อเทียบกับหม้อ 10K ด้วยเหตุนี้ไฟ LED จึงสว่างขึ้น

ปรับหม้อจะจัดการกับความไวตามความไวฉันหมายถึงความเข้มของแสงที่ตัวเปรียบเทียบของคุณเปิด LED หากคุณปรับหม้อให้ใกล้กับไฟ LED ที่เปิดอยู่ก็จะตรวจจับความมืดได้ แต่ถ้าคุณปรับให้ไกลก่อนที่ LED จะเปิดขึ้นมาก็จะสามารถตรวจจับความมืดได้สูงเท่านั้น คุณยังสามารถทดสอบความไวได้โดยนำมือของคุณไปด้านหน้า LDR มีความไวสูงหากตรวจจับมือของคุณในระยะไกลและมีความไวน้อยกว่าหากคุณต้องการปกปิดเพื่อให้ LED เรืองแสง

หากคุณต้องการใช้ LED มากกว่าหนึ่งดวงก็ไม่ใช่ปัญหา เชื่อมต่อ LED สองสามชุดในซีรีส์และในที่สุดก็เชื่อมต่อโดยที่เรากำลังเชื่อมต่อ LED เดี่ยวและ Perfecto แต่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องเปรียบเทียบของคุณสามารถจ่ายกระแสไฟได้เพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับ LED ทั้งหมด

ในการทำเทียนคุณสามารถใช้อะไรก็ได้เพื่อปิดไฟ LED ฉันใช้แผ่นการ์ดกับทิชชู่ ม้วนแผ่นการ์ดตามขนาดของ LED แล้วตัดจากด้านบนเล็กน้อยเป็นรูปเปลวไฟหรือรูปทรงใดก็ได้ที่คุณต้องการเพื่อให้ดูน่าสนใจ ครอบคลุมถึงไฟ LED เทียนนี้และคุณได้ทำของคุณเองสมาร์ทเทียนอิเล็กทรอนิกส์

ฉันได้จำลองวงจรนี้บนโปรตีอุส 8 แล้วคุณยังสามารถออกแบบได้ด้วยตัวคุณเอง เพียงทำตามแผนภาพวงจรด้านบนและตั้งค่าความเข้มแสงของ LDR เป็น 1000 และเริ่มลดระดับลงจนกลายเป็นศูนย์และคุณจะเห็นไฟ LED สว่างขึ้นดังที่แสดงในวิดีโอด้านล่าง