נרות היו שימושיים מאז ומעולם, זה מנחה בני אדם במהלך הלילה עוד לפני שאדיסון העלה את הרעיון לנורות. כיום, מכנסיות ועד מטבחים, נרות משמשים לא רק לספק אור בעת הצורך, אלא גם מתווספים לאסתטיקה ומספקים תחושה חמה. אמנם נרות רגילים עובדים בסדר, אך הם נמסים די מהר והופכים את המקום למגעיל ולפעמים אם הוא לא נמצא ללא השגחה, זה יכול גם להוביל לסכנות שריפה. לכן, במדריך זה אנו הולכים להכין נר אלקטרוני ללא דליקות באמצעות כמה אלקטרוניקה פשוטה ו- LED. יתר על כן נר חכם זה יופעל אוטומטית בלילה או בחשיכה ויכבה את עצמו במהלך היום. יש לו את אותו הרעיון שבו השתמשנו בעבר במעגלי גלאי חושך רבים:
- מעגל חיווי כהה ואור
- גלאי כהה באמצעות LDR ו- IC 555 טיימר
- מעגל מכשיר תאורת חור פשוט
- תאורת מדרגות אוטומטית
חומרים נדרשים
- LM358 IC
- LDR (נגד צילום)
- נגד 1M ו- 1K
- נוריות LED
- סיר 10K
- שקע מתח DC DC נקבה ומתאם 12V
- גיליון קלפים ו perfboard
LM358 - השוואה מגבר אופ
המוח שמאחורי המעגל הזה הוא ה- LM358 IC המשמש כמשווה בתכנון מסוים זה. בואו נבדוק את זה בקצרה לפני שנצלול עמוק יותר. ה- LM358 הוא מגבר תפעולי (Op Amp) IC. IC זה מורכב משני מגברים תפעוליים שיכולים לשאת מתח בין 3.3V ל- 32V ויש לו ניקוז זרם אספקה נמוך ממש של 500μA. ה- IC נראה באופן פנימי כמו התמונה למטה:
הוא משמש בדרך כלל בבניית מעגלי השוואה ומגברים פשוטים וניתן למצוא אותו גם במעגלי סינון פעילים, מעצבי גל וכו ', בפרויקט זה נשתמש ב- LM358 כמשווה מתח. משווה מתח משמש להשוואת שני מתח ולגלות מה גדול יותר מהאחר ואז להפוך את הפלט לגבוה או נמוך בהתאם לכך. לכן, אם אנו מפעילים מתח על כניסות היפוך ולא היפוך ואם המתח בכניסה שאינה הופכת גדול מהמתח בכניסה ההפוכה אזי, הפלט הולך גבוה ואם להיפך הפלט יורד. פרויקט זה עובד על פי עיקרון זה. נוסחה להשוואת מתח ניתנת כמו:
V OUT = A O (V ב- + - V in-)
כאשר A O הוא רווח הלולאה הפתוח של amp amp. V in + הוא מתח הכניסה במסוף קלט שאינו הפוך ו- V in- הוא מתח הכניסה במסוף הכניסה ההפוך. לכן, אם V ב- + גדול מ- V פנימה, אז התפוקה תהיה גבוהה אחרת היא תהיה נמוכה.
LDR
אם המגבר Op הוא המוח של המעגל שלנו, אז LDR הוא איבר החישה. נגן תלוי אור (LDR) או נגן צילום הוא נגד מבוקר אור. שלה ההתנגדות פוחתת עם העלייה בעוצמת אור ולהפך. למעשה, כאשר אור מתרחש על ה- LDR אז מוליך למחצה סופג את פוטונים של האור והאלקטרונים המקושרים קופצים ללהקת הולכה וההתנגדות פוחתת בגלל הולכה פוטו. למידע נוסף על LDR ועבודתו, לחץ על הקישור.
תרשים מעגל והסבר
המעגל לא ממש קשה; תרשים המעגל השלם עבור נר אלקטרוני מובא להלן.
כפי שמוצג בתרשים המעגל, חבר נגד 1K לסיכה 1 של ה- IC ואז חבר את הקצה החיובי של נורית לנגד זה ושלילי לקרקע. כעת חבר את הסיכה האמצעית של סיר 10K לסיכה 2 של ה- IC וחבר את האדמה ו- 12V לשאר הסיכות של הסיר. חבר נגד 1M ל 12V וחבר LDR בסדרה עם הנגד הזה. כעת חבר את הקצה השני של ה- LDR לאדמת המעגל. חבר את הנקודה המשותפת של הנגד LDR ו- 1M עם סיכה 3 של IC. חבר 12 וולט לסיכה 8 ואדמה לסיכה 4 של IC ואתה מוכן. אתה לא צריך להיות מאוד סלקטיבי לגבי הנגדים, התחברנו. אך וודא כי הנגד המחובר ל- LDR נמצא במגה אוהם והנגד עם LED הוא בכמה אלפים.
בנינו את המעגל השלם על לוח מנוקד כדי להפוך אותו לקומפקטי וקל לשימוש. זה באמת מעגל פשוט, אתה רק צריך להבריש את כישורי הלחמה שלך ולהתחיל לעצב אותו. ראשית, הרכיב את שקע החשמל הנשי של 12 וולט DC על המשטח. זכור את תצורת הסיכה של שקע זה בעת תכנון המעגל. זה מוצג באיור להלן:
הפינים של מגבר ה- OP כבר נדונו לעיל ולנגדים ול- LDR אין קוטביות. לאחר סיום עבודת ההלחמה שלך, הלוח אמור להראות בערך כמו זה המוצג בתמונה למטה.
נר חשמלי חכם - עובד
לאחר שתכנן את המעגל על לוח השולחן והלחמתו, חבר את מתאם 12V לשקע הנקבה והנורית שלך בטח זוהרת. עכשיו, כדי לכייל את המשווה, התאם את סיר 10K לרמה שבה נורית ה- LED פשוט נכבית. כעת כיסו את ה- LDR בידכם ותראו את נורית הנורית דולקת. ניתן לכוונן את הרגישות של ה- LDR על ידי התאמת הסיר.
עכשיו, בואו נבין כיצד עובד נר זה. כפי שאנו כבר יודעים שבחושך ההתנגדות של ה- LDR עולה למגה אוהם והיא פוחתת עם עליית עוצמת האור לכמה מאות אוהם. אז באור כשההתנגדות נמוכה מאוד כך, המתח על פני האות הלא-הפוך נמוך מאוד בהשוואה למסוף ההפוך בגלל סיר 10K שחיברנו. כך שבמקרה זה גם מתח המוצא נמוך ומכאן שהנורית לא נדלקת. אך במקרה של חושך ההתנגדות עולה למגה אוהם, השקטה גבוהה בהשוואה לסיר 10K, ומכאן שהנורית דולקת.
התאמת הסיר תטפל ברגישות. ברגישות, אני מתכוון באיזו עוצמת אור המשווה שלך מדליק את ה- LED. אם אתה מכוונן את הסיר קרוב לדלקת הנורות המופעלת, הוא יגלה גם חושך זעיר. אבל אם תתאימו אותו הרבה לפני שהנורית נדלקת, היא תוכל לזהות חושך גבוה בלבד. אתה יכול גם לבדוק את הרגישות על ידי הבאת היד שלך מול ה- LDR. זה מאוד רגיש אם הוא מזהה את היד שלך רחוק וזה פחות רגיש אם אתה צריך לכסות אותו כדי להאיר את הנורית.
אם אתה רוצה להשתמש ביותר מנורות LED אחת אז זה לא נושא. חבר שתיים-שלוש נוריות בסדרה ולבסוף חבר אותן למקום בו התחברנו נורית LED אחת והפרפקטו שלה. אך וודא שהמשווה שלך יכול לספק מספיק זרם להפעלת כל נוריות הנוריות.
להכנת הנר תוכלו להשתמש בכל דבר לכיסוי הנורית. השתמשתי בגיליון קלפים וברקמה. גלגלו את דף הכרטיס לפי גודל הלד וגזרו אותו מלמעלה מעט בצורת להבה או בכל צורה שרק תרצו, כך שהוא ייראה אטרקטיבי. כיסו את הנורית עם הנר הזה והכנתם נר אלקטרוני חכם משלכם.
סימלתי גם את המעגל הזה בפרוטאוס 8. אתה יכול גם לעצב אותו בעצמך. פשוט עקוב אחר דיאגרמת המעגל שלמעלה והגדר את עוצמת האור של LDR ל- 1000 והתחל להוריד אותו עד שהוא יהפוך לאפס ותראה את נורית הנורית זוהרת כפי שמוצג בסרטון למטה.