GoodNightLight: მარტივი ღამის სხივი: 5 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ავტორი: ohoilett

შესახებ: პერდიუს უნივერსიტეტის კურსდამთავრებული სტუდენტი, ბიოსამედიცინო ინჟინერი, ელექტრონიკის ენთუზიასტი, განმანათლებელი, ცდილობს გაიგოს ცოტა რამ ინჟინერიისა და პროგრამირების შესახებ მეტი ohoilett- ის შესახებ »

გამარჯობა ყველას, მე ვატარებ ზამთრის საშუალო სკოლის მოსწავლეებისთვის ბიოინტრუქტურულ კურსს, როგორც Purdue GERI (Gifted Education Resource Institute) ნაწილი. ამ კურსში მე გავაცნობ სტუდენტებს სქემების საფუძვლებს და როგორ ვიყენებთ სქემებს ბიოსამედიცინო ინჟინერიაში. მე აღმოვაჩინე, რომ ღამის შუქი არის კარგი შესავალი წრე სტუდენტებისთვის, რომლებიც სწავლობენ ელექტრონიკას. იგი მოიცავს რამდენიმე ძირითად კომპონენტს, როგორიცაა რეზისტორები და LED- ები. იგი ასევე მოიცავს უფრო შუალედურ კომპონენტს, კერძოდ ოპერატიულ გამაძლიერებელს და სასარგებლო სენსორს, კერძოდ ფოტო რეზისტორს. მიკროსქემის მექანიზმი აჩვენებს სტუდენტებს, თუ როგორ შეგვიძლია გამოვიყენოთ სქემები გარე სამყაროსთან ურთიერთობისათვის და რაიმე სახის გამომავალი. ამ შემთხვევაში, ღამის შუქი ირთვება, როდესაც გარემოს შუქის დონე მცირდება და ითიშება, როდესაც იზრდება გარე განათების დონე. ყველას უყვარს LED- ების ავტომატურად ჩართვა და გამორთვა. მე ვუთხარი მშობლებს, რომ მე გამოვაქვეყნებ სხვადასხვა გაკვეთილებს ინტერნეტში (და მე რამდენიმე თვით ჩამორჩა o_O- ს), ასე რომ, აქ მივდივარ პირველთან ერთად! ვიმედოვნებ, რომ ისიამოვნებთ ჩემი ინსტრუქციით GoodNightLight– ისთვის.

ნაბიჯი 1: ფოტორეზისტორი ან სინათლისგან დამოუკიდებელი რეზისტორი (LDR)

ფოტო რეზისტორი არის მარტივი კომპონენტი, რომელიც ცვლის წინააღმდეგობას ინციდენტის შუქთან. რეზისტორი შეიცავს ფოტომგრძნობიარე მასალებს, რაც იწვევს მასალის წინააღმდეგობის შემცირებას გაზრდილი შუქით (მეტი შუქი). პირიქით, მასალის წინააღმდეგობა იზრდება სინათლის შემცირებით (ის ბნელდება). ფოტოსენსორი პასუხისმგებელია გარემოს შუქის ცვლილებების გამოვლენაზე, რაც გააქტიურებს ღამის შუქს. თავისუფლად შეაფასეთ ფოტორეზისტორის წინააღმდეგობა მულტიმეტრით, რომ ნახოთ როგორ იცვლება მისი წინააღმდეგობა, როდესაც თქვენ დაფარავთ და აღმოაჩენთ ფოტორეზისტორს თქვენი თითით ან სხვა გაუმჭვირვალე საგნით.

ნაბიჯი 2: ძაბვის გამყოფი

ძაბვის გამყოფი არის რეზისტენტულ გადამყვანთან ურთიერთობის მარტივი გზა, რომელიც არის კომპონენტი, რომელიც ენერგიის ერთ ფორმას გადააქცევს წინააღმდეგობას. ამ წრეში ჩვენი რეზისტენტული გადამყვანი არის ჩვენი ფოტორეზისტორი. ძაბვის გამყოფი შედგება ორი წინააღმდეგობისგან სერიულად (ერთმანეთის მიყოლებით). ძაბვის წყარო, ისევე როგორც ბატარეა, უკავშირდება გამყოფის ერთ რეზისტორს, ხოლო მეორე რეზისტორი მიწას. ძაბვის გამყოფის განტოლება ასეთია: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

როგორც განტოლებიდან ვხედავთ, R1 და R2 პირდაპირ განსაზღვრავს ძაბვის გამყოფის გამომუშავებას. განტოლების ოდნავ შემდგომი შესწავლისას, ჩვენ ვხედავთ, რომ როგორც R2 იზრდება, Vout უახლოვდება ვინს. ჩვენ წინა ნაბიჯზე აღვნიშნეთ, რომ ფოტორეზისტორის წინააღმდეგობა იზრდება გარემოს შუქის შემცირებით. ჩვენ დავდებთ ჩვენს ფოტორეზისტორს ამ ძაბვის გამყოფის R2 პოზიციაში.

ნაბიჯი 3: შედარებითი და გამომავალი LED

შედარება არის მარტივი წრე, რომელიც ადარებს ორ ძაბვას. თუ ძაბვა არაინვერტირებული შეყვანისას (op amp- ის შეყვანა "+" ნიშნით) უფრო დიდია ვიდრე ძაბვა ინვერსიულ შეყვანისას (op amp- ის შეყვანა "-" ნიშნით), გამომავალი შედარება ჩართავს LED- ს. თუ პირიქითაა, შედარების გამომავალი შუქდიოდს გამორთავს. თუ ადრე არ გამოგიყენებიათ LED- ები, იცოდეთ რომ ისინი ანათებენ, როდესაც მათში მცირე დენი გადის. შეიტყვეთ მეტი LED- ების შესახებ ამ შესანიშნავი ინსტრუქციიდან.

ჩვენი შედარებისთვის, ჩვენ გამოვიყენებთ LM324 გამაძლიერებელს. LM324 არის ოთხი გამაძლიერებელი, რაც იმას ნიშნავს, რომ მას აქვს 4 გამაძლიერებელი ჩაშენებული ერთ პაკეტში. ჩვენ დაგვჭირდება მხოლოდ 4 გამაძლიერებელიდან ერთი. შეაერთეთ LM324, როგორც ეს მოცემულია სქემატურ სურათში.

ნაბიჯი 4: დასკვნები და საბოლოო აზრები

ამ სასწავლო ინსტრუქციაში მე ვაჩვენებ, რომ უბრალოდ ვანთებ LED- ს გარემოს სინათლის ცვალებადობით. გთხოვთ გამოიყენოთ თქვენი შემოქმედება, რომ ის ნამდვილ "ღამის შუქად" აქციოთ.

ნაბიჯი 5: პრობლემების მოგვარება

1. ამ ინსტრუქციაში, მე გირჩევთ დაამატოთ 10k რეზისტორი სერიულად თქვენს ფოტო რეზისტორთან ერთად. თქვენი ფოტორეზისტორის "ნომინალური" წინააღმდეგობიდან გამომდინარე, შეიძლება დაგჭირდეთ 10k რეზისტორის სხვა რამის შეცვლა. მე გირჩევთ გაზომოთ წინააღმდეგობის მომცემი თქვენი მულტიმეტრით, როდესაც თქვენი ფოტორეზისტორი ექვემდებარება გარემოს და როდესაც სენსორი დაფარულია რაიმე უცხო ობიექტით. თქვენ გსურთ აირჩიოთ სერიული რეზისტორი, რომელიც აღემატება ფოტორეზისტორის წინააღმდეგობას, როდესაც ის ექვემდებარება გარე შუქს, მაგრამ უფრო მცირეა ვიდრე ფოტორეზისტორის წინააღმდეგობა დაფარვისას. მაგალითად, ფოტორეზისტორისთვის, რომელიც მე გამოვიყენე, მისი წინააღმდეგობა გარემოს შუქზე დაახლოებით 8k იყო. როდესაც მე დავფარე ფოტორეზისტორი თითით, მისი წინააღმდეგობა 48 კ -მდე გაიზარდა.

2. დარწმუნდით, რომ თქვენ აკავშირებთ ძაბვის გამყოფებს op amp- ის სათანადო შეყვანებთან. დიდი ყურადღება მიაქციეთ კავშირს მე –3 ნაბიჯში.

3. ფრთხილად იყავით LED- ის პოლარობის მიმართ. მოკლე ფეხი არის "უარყოფითი" და უნდა დაუკავშირდეს მიწას.