LDR kullanarak DIY akıllı elektronik mum

Mumlar çağlardan beri çok kullanılıyordu, Edison'un ampul fikrini bulmasından önce bile geceleri insanlara rehberlik ediyordu. Günümüzde kiliselerden mutfaklara, mumlar sadece ihtiyaç duyulduğunda ışık sağlamak için kullanılmıyor, aynı zamanda estetiğe katkıda bulunuyor ve sıcak bir his veriyor. Sıradan mumlar iyi çalışsa da, oldukça hızlı bir şekilde eriyerek yeri çirkinleştirir ve bazen gözetimsiz olursa yangın tehlikelerine de yol açabilir. Yani, bu eğitimde bazı basit elektronikler ve bir LED kullanarak alevsiz elektronik mum yapacağız. Ayrıca bu Akıllı Mum, gece veya karanlıkta otomatik olarak açılacak ve gündüz vakti kendi kendine kapanacaktır. Daha önce birçok karanlık dedektör devresinde kullandığımız aynı konsepte sahiptir:

• Koyu ve Açık Gösterge Devresi
• LDR ve 555 Zamanlayıcı IC kullanan Karanlık Dedektör
• Basit Anahtar Deliği Aydınlatma Cihazı Devresi
• Otomatik Merdiven Işığı

Gerekli malzemeler

1. LM358 IC
2. LDR (Foto direnç)
3. 1M ve 1K direnç
4. LED'ler
5. 10K Saksı
6. 12V Dişi DC Güç Jakı ve 12V Adaptör
7. Kart sayfası ve Perfboard

LM358 - Op-Amp Karşılaştırıcı

Bu devrenin arkasındaki beyin, bu özel tasarımda bir karşılaştırıcı görevi gören LM358 IC'dir. Daha derine dalmadan önce kısaca inceleyelim. LM358, işlemsel bir amplifikatör (Op Amp) IC'dir. Bu IC, 3.3V ila 32V arasında bir voltaj taşıyabilen iki işlemsel amplifikatörden oluşur ve gerçekten düşük bir 500μA besleme akımı drenajına sahiptir. IC dahili olarak aşağıdaki resme benziyor:

Genellikle basit karşılaştırıcı ve yükseltici devrelerinin yapımında kullanılır ve ayrıca aktif filtre devrelerinde, dalga şekillendiricilerde vb. Bulunabilir, bu projede LM358'i voltaj karşılaştırıcı olarak kullanacağız. İki voltajı karşılaştırmak ve hangisinin diğerinden daha büyük olduğunu bulmak ve ardından buna bağlı olarak çıkışı yüksek veya düşük çevirmek için bir voltaj karşılaştırıcısı kullanılır. Öyleyse, ters çeviren ve ters çevirmeyen girişlere voltaj uygularsak ve ters çevirmeyen girişteki voltaj, ters çeviren girişteki voltajdan büyükse, çıkış yüksek olur ve bunun tersi olursa çıktı düşer. Bu proje tamamen bu prensip üzerine çalışıyor. Voltaj karşılaştırma için formül ile tanımlanmaktadır:

V _ÇIKIŞ = A _O (V _{+ içinde} - V _in)

A _O, op amp'in açık döngü kazancıdır. V _{in +}, ters çevirmeyen giriş terminalindeki giriş voltajıdır ve V _in-, ters çeviren giriş terminalindeki giriş voltajıdır. Yani, V _{in +}, V _in-'den büyükse, çıkış yüksek, aksi takdirde düşük olacaktır.

LDR

Op-amp devremizin beyni ise, LDR duyu organıdır. Light Dependent Resistor (LDR) veya Photo resistor, ışık kontrollü bir dirençtir. Bu direnç ışık yoğunluğundaki artışı ile azaldığı ve tersi. Aslında, LDR'ye ışık geldiğinde, yarı iletken ışık fotonlarını emer ve bağlı elektronlar iletim bandına atlar ve fotoiletkenlik nedeniyle direnç azalır. LDR ve çalışması hakkında daha fazla bilgi edinmek için bağlantıyı takip edin.

Devre Şeması ve Açıklama

Devre gerçekten zor değil; Elektronik Mum için tam devre şeması aşağıda verilmiştir.

Devre şemasında gösterildiği gibi, IC'nin pim 1'ine 1K'lık bir direnç bağlayın ve ardından bir LED'in pozitif ucunu bu dirence ve eksi toprağa bağlayın. Şimdi 10K potun orta pimini IC'nin pimine bağlayın ve toprak ve 12V'u potun kalan pimlerine bağlayın. 12V'a 1M'lik bir direnç bağlayın ve bu dirençle LDR'yi seri olarak bağlayın. Şimdi, LDR'nin diğer ucunu devrenin toprağına bağlayın. LDR ve 1M direncinin ortak noktasını IC'nin 3 numaralı pimi ile bağlayın. 12V'yi pin 8'e bağlayın ve IC'nin 4 numaralı pinine topraklayın ve hazırsınız. Dirençler konusunda çok seçici olmanıza gerek yok, biz bağladık. Ancak LDR'ye bağlı direncin mega ohm cinsinden olduğundan ve LED'li direncin birkaç bin olduğundan emin olun.

Kompakt ve kullanımı kolay hale getirmek için tüm devreyi noktalı bir kart üzerine inşa ettik. Gerçekten basit bir devre, sadece lehimleme becerilerinizi tazelemeniz ve tasarlamaya başlamanız gerekiyor. Öncelikle, 12V dişi DC güç jakını perfboard üzerine monte edin. Devreyi tasarlarken bu jakın pin konfigürasyonunu hatırlayın. Aşağıdaki şekilde gösterilmektedir:

Op-amp'in pimleri yukarıda zaten tartışılmıştır ve dirençlerin ve LDR'lerin polaritesi yoktur. Lehimleme işiniz tamamlandığında, kart aşağıdaki resimde gösterildiği gibi görünmelidir.

Akıllı Elektrikli Mum - Çalışıyor

Devre kartı üzerinde devreyi tasarladıktan ve lehimledikten sonra, 12V adaptörü dişi jaka bağlayın ve LED'iniz yanmalıdır. Şimdi, karşılaştırıcıyı kalibre etmek için 10K potu LED'in söndüğü seviyeye ayarlayın. Şimdi LDR'yi elinizle örtün ve LED'in Yandığını göreceksiniz. Tencereyi ayarlayarak LDR'nin hassasiyetini ayarlayabilirsiniz.

Şimdi bu mumun nasıl çalıştığını anlayalım. Karanlıkta LDR'nin direncinin mega ohm'a yükseldiğini ve ışık yoğunluğunun artmasıyla birkaç yüz ohm'a düştüğünü zaten bildiğimiz gibi. Işıkta direnç çok düşük olduğundan, ters çevirmeyen sinyalin üzerindeki voltaj, bağladığımız 10K pot nedeniyle ters çeviren terminale kıyasla çok düşüktür. Bu durumda, çıkış voltajı da düşüktür, dolayısıyla LED yanmaz. Ancak karanlık olması durumunda direnç, 10K pota kıyasla oldukça yüksek olan mega ohm'a yükselir, dolayısıyla LED yanar.

Tencerenin ayarlanması hassasiyeti değiştirecektir. Hassasiyetle, karşılaştırıcınızın LED'i hangi ışık yoğunluğunda açtığını kastediyorum. Tencereyi LED'in yanmasına yakın ayarlarsanız, o zaman da karanlık karanlığı algılayacaktır. Ancak LED AÇIK konuma gelmeden çok önce ayarlarsanız, yalnızca yüksek karanlığı algılayabilir. Elinizi LDR'nin önüne getirerek de hassasiyeti test edebilirsiniz. Elinizi uzakta algılarsa son derece duyarlıdır ve LED'i parlatmak için örtmeniz gerekirse daha az duyarlıdır.

Birden fazla LED kullanmak istiyorsanız, sorun değil. İki-üç LED'i seri olarak bağlayın ve sonunda onları tek bir LED'i ve mükemmelliğini bağladığımız yere bağlayın. Ancak, karşılaştırıcınızın tüm LED'lere güç sağlamak için yeterli akımı sağlayabileceğinden emin olun.

Mum yapmak için LED'i kapatmak için herhangi bir şey kullanabilirsiniz. Bir karton kağıt ve kağıt mendil kullandım. Kart levhasını led ebatına göre açın ve biraz yukarıdan alev şeklinde veya istediğiniz herhangi bir şekilde keserek çekici görünmesini sağlayın. LED'i bu mumla örtün ve kendi Akıllı Elektronik Mumunuzu yaptınız.

Bu devreyi proteus 8 üzerinde de simüle ettim. Kendi başınıza da tasarlayabilirsiniz. Sadece yukarıdaki devre şemasını takip edin ve LDR'nin ışık yoğunluğunu 1000'e ayarlayın ve sıfır olana kadar düşürmeye başlayın ve aşağıdaki videoda gösterildiği gibi LED'in yandığını göreceksiniz.