Ανιχνευτής επιπέδου φωτός LDR: Άνοιγμα και κλείσιμο ματιών: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Γεια σε όλους, ελπίζω αυτό το διδακτικό να σας αρέσει. Οποιαδήποτε αμφιβολία, σχόλιο ή διόρθωση θα γίνει ευπρόσδεκτη.

Αυτό το κύκλωμα υλοποιήθηκε ως μονάδα ελέγχου για την παροχή πληροφοριών σχετικά με το πόσο φως υπάρχει στο περιβάλλον, προκειμένου να ελέγξει το άνοιγμα των ματιών μέσω ενός σερβοκινητήρα.

Αυτό το κύκλωμα έχει 4 εξόδους, οι οποίες δίνουν 5V ή 0V το καθένα, ανάλογα με την ένταση του προσπίπτοντος φωτός. Αν υποθέσουμε ότι έχουμε μια ένταση που μετριέται σε ποσοστό, θα έχουμε τις ακόλουθες περιπτώσεις:

• Όταν το φως είναι μεταξύ 0% και 20%, οι 4 έξοδοι θα δώσουν 0V
• Όταν το φως είναι μεταξύ 20% και 40%, η πρώτη έξοδος θα δώσει 5V και οι άλλες 0V
• Όταν το φως είναι μεταξύ 40% και 60%, οι δύο πρώτες έξοδοι θα δίνουν 5V και οι άλλες 0V
• Όταν το φως είναι μεταξύ 60% και 80%, οι τρεις πρώτες έξοδοι θα δίνουν 5V και οι τελευταίες θα δίνουν 0V
• Όταν το φως είναι μεταξύ 80% και 100%, οι 4 έξοδοι θα δίνουν 5V

Σημείωση: αυτά τα ποσοστά που αναφέρονται είναι απλώς ένα παράδειγμα για να αποθηκεύσετε εξηγήσεις. Στα επόμενα βήματα εξηγείται πώς να το βαθμονομήσετε

Γνωρίζοντας τις συνθήκες, γίνεται ένα πρόγραμμα στο Arduino με αυτές τις 4 εισόδους και ως έξοδο θα έχουμε ένα σήμα PWM που αποστέλλεται στο σερβο που θα ελέγχει έναν μηχανισμό ανοίγματος ματιών.

Προμήθειες

Τι θα χρειαστείς;

(πράγματα κυκλώματος)

• 1 LM324
• 1 Protoboard
• 6 αντιστάσεις κοπής (10kOhms η κάθε μία) 1 LDR (αντίσταση εξαρτώμενη από το φως)
• Μερικά καλώδια με μπλουζάκια ή απλά σύρμα και πένσα κοπής
• 1 σερβοκινητήρας
• Βολτόμετρο

(είδη κεφαλής και μηχανισμού)

• Δημιουργικότητα (το πιο σημαντικό)
• Ένας αφρός κεφαλής
• Χαρτόνι
• Κόλλα
• Ξύλινα μπαστούνια
• Άλλα πράγματα που θα σας βοηθήσουν να το κάνετε πιο αισθητικό

(προαιρετικός)

• Σταθμός συγκόλλησης ή συγκολλητικό σίδερο
• Συγκόλληση κασσίτερου
• Ένα τεμάχιο 5x5 τελείων

Βήμα 1: Προγραμματισμός του κυκλώματός μας

Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να έχουμε όλα τα εξαρτήματα πριν φτιάξουμε τον μηχανισμό.

Είναι σημαντικό να γνωρίζετε ότι εάν δεν λάβετε τα ακριβή εξαρτήματα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε εναλλακτικές λύσεις, ίσως να μην έχετε κόφτες ακριβούς τιμής, αλλά δεν έχει σημασία: θα χρησιμοποιήσετε τριμερή ως διαχωριστή τάσης, οπότε, εάν έχετε μια τιμή μεταξύ 10kΩ και 100kΩ, μπορείτε να τη χρησιμοποιήσετε. Or εάν δεν λαμβάνετε LM324, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα MC34074 (για παράδειγμα, υπάρχουν πολλά), η μόνη απαίτηση είναι να έχετε 4 opamps που μπορούν να χρησιμοποιούν μια μη συμμετρική ισχύ 5V (πηγή ισχύος arduino 5V).

Έτσι, δεδομένου αυτού, ας ξεκινήσουμε.

Βήμα 2: Συναρμολόγηση κυκλωμάτων

Για να δημιουργήσουμε τη μονάδα, έχουμε το ακόλουθο σχηματικό διάγραμμα και το διάγραμμα LM324

Κάθε αριθμός μεταξύ των opamps αντιπροσωπεύει τον αριθμό pin του LM324, οπότε, οι ακίδες με τον ίδιο αριθμό στο OPAMPS είναι κοινοί κόμβοι.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: στην κορυφή, υπάρχει μια κεφαλίδα που αντιπροσωπεύει εξωτερικές συνδέσεις, δηλαδή τις συνδέσεις με ένα Arduino UNO. Μην συγχέετε τις ακίδες της κεφαλίδας με το όνομα J1 με τις ακίδες του LM324.

Εδώ, έχετε δύο επιλογές:

1. Φτιάξτε το σε ένα πρωτοπόρο. Είναι ο ευκολότερος τρόπος συναρμολόγησης και δοκιμής, αλλά ο σχεδιασμός δεν είναι ο καλύτερος καθόλου.
2. Χρησιμοποιήστε μια σανίδα διάτρησης (επίσης ονομάζεται DOT PCB). Αυτή η επιλογή θα σας δώσει την επιλογή να μειώσετε το κύκλωμα σε τετράγωνο 5x5cm (μόνο τη μονάδα), αλλά πρέπει να συγκολλήσετε. Εάν είστε ανήλικος, ζητήστε βοήθεια από έναν ενήλικα.

Στην 3η εικόνα, είναι το κύκλωμα συναρμολογημένο στο πρωτοπόρο.

Στην εικόνα του 4ου και των 5 ποδιών, συναρμολογείται στο ίδιο κύκλωμα, αλλά σε μια σανίδα.

Η 6η εικόνα έχει ολοκληρωμένο το κύκλωμα.

Συνοπτικά, το κύκλωμα θα έχει 4 εξόδους. Αυτές οι έξοδοι θα χρησιμοποιηθούν για σύνδεση στο Arduino UNO.

Βήμα 3: Βαθμονόμηση του κυκλώματος

Μόλις συναρμολογηθούν, πρέπει να συνδέσουμε το κύκλωμά μας και να ελέγξουμε την τάση που δίνει κάθε αντίσταση κοπής: πρέπει να ρυθμίσουμε 0.5V, 1V, 1.5V και 2V σε RV1, RV2, RV3 και RV4 αντίστοιχα.

Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να τροφοδοτήσετε το κύκλωμα με τα 5V και GND του arduino και να μετρήσετε κάθε τάση στο τρίμερ. Συνδέετε ένα βολτόμετρο μεταξύ του κεντρικού πείρου ενός κοπτικού (ένα προς ένα) και στο GND. Στη συνέχεια, περιστρέψτε το τρίμερ μέχρι να λάβετε την επιθυμητή τάση.

Το βολτόμετρό σας έχει 2 καλώδια, ένα κόκκινο και ένα μαύρο.

1. Τοποθετήστε το μαύρο καλώδιο σε έναν κόμβο GND.
2. Τοποθετήστε το κόκκινο καλώδιο στον 3ο πείρο του LM324. Περιστρέψτε το τρίμερ μέχρι να έχει 0,5V.
3. Αλλάξτε το κόκκινο καλώδιο στον 5ο πείρο του LM324. Περιστρέψτε το τρίμερ μέχρι να έχει 1V.
4. Αλλάξτε το κόκκινο καλώδιο στον 10ο πείρο του LM324. Περιστρέψτε το τρίμερ μέχρι να έχει 1,5V
5. Αλλάξτε το κόκκινο καλώδιο στο 12ο pin του LM324. Περιστρέψτε το τρίμερ μέχρι να έχει 2V.

Όλα αυτά τα βήματα πρέπει να γίνουν με όλα τα συνδεδεμένα (το Arduino και το κύκλωμα που κατασκευάσαμε).

Maybeσως θα χρειαστείτε περισσότερα από 2 χέρια, ζητήστε βοήθεια από κάποιον άλλο αν χρειαστεί.

Το 5ο τρίμερ χρησιμεύει ως βαθμονομητής ευαισθησίας (αυτό που βρίσκεται μεταξύ LDR, δηλαδή αυτό που ονομάζεται RV5)

Όπως μπορείτε να δείτε, στο βίντεο υπάρχει μια δοκιμή με τις εξόδους, χρησιμοποίησα πράσινα led για να το κάνω πιο διδακτικό και εύκολο να εκτιμηθεί (έβαλα το χέρι μου πιο κοντά στο μπλοκ φωτός και το κύκλωμα κάνει τα led να γυρίσουν ή να γυρίσουν ανάλογα με το φως που προσπίπτει).

Βήμα 4: Συναρμολόγηση Servomotor

Εδώ πρέπει να ανατινάξετε: πρέπει να βάλετε τα μάτια σε έναν μηχανισμό που μπορεί να ανοίγει και να κλείνει το μάτι, προσομοιώνοντας ένα βλέφαρο.

Στην 1η εικόνα, βλέπετε το πραγματικό μοντέλο που υλοποιήθηκε από εμένα.

στη 2η εικόνα, υπάρχει ένα σχέδιο που αντιπροσωπεύει τον βασικό μηχανισμό.

Χρησιμοποιήστε την αφρώδη κεφαλή, τα ξύλινα μπαστούνια και την κόλλα για να φτιάξετε τον μηχανισμό.

Όπως βλέπετε στην 3η εικόνα, το LDR βρίσκεται στη μύτη

Βήμα 5: Κωδικοποίηση

Τέλος, πρέπει να συνδέσετε το κύκλωμα στις ακίδες 3, 4, 5 και 6 του Arduino και το σερβο θα συνδεθεί στον 9ο πείρο.

Ο κωδικός είναι παρακάτω. Έχει τα σχόλια για να εξηγήσει κάθε σημαντική ενότητα.

Βήμα 6: Απολαύστε

Μεγεθύνετε και σμικρύνετε το φως σας στο LDR για να εκτιμήσετε τις αλλαγές στα μάτια.

Ευχαριστώ που παρακολουθήσατε. Ελπίζω να σας αρέσει.