DIY smart elektroniskt ljus med hjälp av ldr

Ljus har varit till stor nytta sedan åldrar, det har styrt människor på natten redan innan Edison kom på idén för lökar. Idag, från kyrkor till kök, används ljus inte bara för att ge ljus när det behövs utan lägger också till estetiken och ger en varm känsla. Medan vanliga ljus fungerar bra, smälter de bort ganska snabbt, vilket gör platsen otäck och ibland om den är obevakad kan det också leda till brandrisker. Så i den här handledningen ska vi göra flamfritt elektroniskt ljus genom att använda lite enkel elektronik och en LED. Vidare tänds detta smarta ljus automatiskt på natten eller under mörker och stängs av under dagtid. Det har samma koncept som vi tidigare har använt i många mörkerdetektorkretsar:

• Mörk och ljus indikatorkrets
• Mörk detektor med LDR och 555 timer IC
• Enkel krets för nyckelhålsbelysning
• Automatisk trappljus

Material som krävs

1. LM358 IC
2. LDR (fotomotstånd)
3. 1M och 1K motstånd
4. Lysdioder
5. 10K Pot
6. 12V likströmsuttag för kvinnor och 12V-adapter
7. Kortark och perfboard

LM358 - Op-Amp Comparator

Hjärnan bakom denna krets är LM358 IC som fungerar som en komparator i just denna design. Låt oss titta på det kort innan vi dyker djupare. LM358 är en operationsförstärkare (Op Amp) IC. Denna IC består av två driftsförstärkare som kan bära en spänning mellan 3,3V och 32V och har en riktigt låg matningsström på 500μA. IC ser internt ut som bilden nedan:

Det används vanligtvis för att bygga enkla komparator- och förstärkarkretsar och kan också hittas i aktiva filterkretsar, vågformare etc, i detta projekt kommer vi att använda LM358 som spänningskomparator. En spänningskomparator används för att jämföra två spänningar och ta reda på vilken som är större än den andra och sedan vrida utgången högt eller lågt beroende på det. Så om vi applicerar spänning på inverterande och icke-inverterande ingångar och om spänningen på den icke-inverterande ingången är större än spänningen på den inverterande ingången, blir utgången hög och omvänd blir utgången låg. Detta projekt fungerar helt utifrån denna princip. Den formel för spänningsjämförelse ges som:

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

Där A _O är den öppna slingans förstärkning av op amp. V _{in +} är ingångsspänningen vid den icke-inverterande ingångsterminalen och V _in- är ingångsspänningen vid den inverterande ingångsterminalen. Så, om V _{i +} är större än V _in- så kommer utmatningen att vara hög annars blir den låg.

LDR

Om Op-amp är hjärnan i vår krets är LDR sensoriska organ. Ljusberoende motstånd (LDR) eller fotomotstånd är ett ljusstyrt motstånd. Dess motstånd minskar med ökad ljusintensitet och vice versa. När ljus inträffar på LDR absorberar halvledaren faktiskt ljusets fotoner och de bundna elektronerna hoppar till ledningsbandet och motståndet minskar på grund av fotoledning. Om du vill veta mer om LDR och dess funktion följer du länken.

Kretsschema och förklaring

Kretsen är inte riktigt svår; det fullständiga kretsschemat för elektroniskt ljus ges nedan.

Som visas i kretsschemat, anslut ett 1K-motstånd till stift 1 på IC och anslut sedan den positiva änden av en LED till detta motstånd och negativ till marken. Anslut nu mittstiften på 10K-potten till stift 2 på IC och anslut jord och 12V till resten av potten. Anslut ett 1M motstånd till 12V och anslut LDR i serie med detta motstånd. Anslut nu den andra änden av LDR till jord på kretsen. Anslut den gemensamma punkten för LDR- och 1M-motståndet med stift 3 på IC. Anslut 12V till stift 8 och jord till stift 4 på IC så är du redo. Du behöver inte vara särskilt selektiv med avseende på motstånden, vi har anslutit. Men se till att motståndet som är anslutet till LDR är i mega ohm och att motståndet med LED är i några tusen.

Vi har byggt hela kretsen på ett prickat kort för att göra det kompakt och lätt att använda. Det är verkligen en enkel krets, du behöver bara borsta upp dina lödkunskaper och börja designa den. För det första, montera 12V kvinnligt DC-uttag på perfboard. Kom ihåg stiftkonfigurationen för detta uttag när du utformar kretsen. Det visas i figuren nedan:

Utgångarna på op-amp har redan diskuterats ovan och motstånd och LDR har inte polaritet. När ditt lödarbete är klart ska kortet se ut ungefär så här på bilden nedan.

Smart elektrisk ljus - Arbetar

Efter att ha designat kretsen på perfboardet och lödt upp den, anslut 12V-adaptern till honuttaget och din lysdiod måste lysa. För att kalibrera komparatorn justerar du 10K-potten till den nivå där lysdioden bara släcks. Täck nu LDR med din hand så ser du lysdioden tändas. Du kan justera känsligheten för LDR genom att justera potten.

Låt oss nu förstå hur detta ljus fungerar. Som vi redan vet att i mörker ökar motståndet till LDR till mega ohm och det minskar med ökad ljusintensitet till några hundra ohm. Så i ljuset eftersom motståndet är mycket lågt så är spänningen över den icke-inverterande signalen mycket låg jämfört med den inverterande terminalen på grund av 10K-potten vi har anslutit. Så i det här fallet är utspänningen också låg, varför lysdioden inte tänds. Men i händelse av mörker ökar motståndet till mega ohm, vilket är tyst högt jämfört med 10K-potten, varför LED lyser.

Justering av potten kommer att manipulera känsligheten. Med känslighet menar jag med vilken ljusintensitet din komparator tänder lysdioden. Om du justerar potten nära att lysdioden tänds, upptäcker den också mycket mörker. Men om du justerar den långt innan LED-lampan tänds, kommer den bara att kunna upptäcka högt mörker. Du kan också testa känsligheten genom att föra din hand framför LDR. Den är mycket känslig om den upptäcker din hand långt borta och den är mindre känslig om du behöver täcka över den för att lysa upp lysdioden.

Om du vill använda mer än en lysdiod är det inget problem. Anslut två-tre lysdioder i serie och slutligen anslut dem där vi anslöt en enda lysdiod och dess perfecto. Men se till att din komparator kan få tillräckligt med ström för att driva alla lysdioder.

För att göra ljuset kan du använda vad som helst för att täcka lysdioden. Jag har använt ett kortark och en vävnad. Rulla kortarket efter storleken på LED och skär det ovanifrån lite i form av en låga eller i vilken form du vill, så att det kan se attraktivt ut. Täck över lysdioden med detta ljus så har du skapat ditt eget Smart Electronic Candle.

Jag har också simulerat denna krets på proteus 8. Du kan också designa den själv. Följ bara kretsschemat ovan och ställ in ljusintensiteten på LDR till 1000 och börja sänka den tills den blir noll och du kommer att se lysdioden lysa upp som visas i videon nedan.