Υπέρυθρο Ενεργοποιημένος Ενοχλητής: 4 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Μια δημοφιλής συσκευή που πρέπει να κατασκευαστεί όταν μαθαίνετε πρώτα πώς να δημιουργείτε κυκλώματα είναι ένα ηχείο με AC που παράγει φοβερό θόρυβο. Όπως είναι κατανοητό, αυτό γίνεται αρκετά διασκεδαστικό όταν χρησιμοποιείτε όταν απολαμβάνετε να εκνευρίζετε τους άλλους με τον εν λόγω θόρυβο. Δυστυχώς, ωστόσο, η χρήση αυτού του ηχείου είναι κάπως περιορισμένη: ο μόνος τρόπος για να αλλάξετε την έξοδο είναι να συνδέσετε ή να αποσυνδέσετε την πηγή τάσης και απαιτείται κάποια τάση εναλλασσόμενου ρεύματος (το ηχείο δεν ενεργοποιείται από μπαταρία DC). Για να λάβουμε μια τάση AC από μια απλή μπαταρία DC, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε έναν χρονοδιακόπτη 555, σκοπός του οποίου είναι να εξάγει μια συχνότητα AC με βάση τις αντιστάσεις που είναι συνδεδεμένες στους ακροδέκτες του. Για να προσθέσετε ακόμη μεγαλύτερη ευελιξία σε αυτό το ενοχλητικό όργανο, οι αντιστάσεις μπορούν να αντικατασταθούν από ποτενσιόμετρα, τα οποία μπορούν να ρυθμιστούν ώστε να αλλάζουν τη συχνότητα εξόδου κατά βούληση. Ένας συμβατικός τρόπος ενεργοποίησης της εξόδου είναι η χρήση ενός διακόπτη ολίσθησης. Ωστόσο, επειδή είμαστε αντισυμβατικοί, θα χρησιμοποιήσουμε κάτι που ονομάζεται αισθητήρας κίνησης PIR (Passive InfraRed). Ο αισθητήρας ανιχνεύει αλλαγές στην ποσότητα υπέρυθρης ακτινοβολίας (που εκπέμπεται από ανθρώπους) που λαμβάνει. Αυτό θα επιτρέψει στο ηχείο να φωνάξει απροσδόκητα κάποιον όταν περπατά μπροστά από το κύκλωμα. Εκτός από ένα διασκεδαστικό έργο για να χτίσετε και να ενοχλήσετε άλλους, η κατασκευή και η χρήση αυτού του κυκλώματος θα βοηθήσει στη βελτίωση της κατανόησης των κυκλωμάτων και του τρόπου λειτουργίας τους. Κατά τη δημιουργία αυτού του κυκλώματος, έμαθα πολλά για τον αισθητήρα κίνησης PIR και πώς να τον χρησιμοποιώ σωστά (μέσω δοκιμής και σφάλματος). Επιπλέον, η χρήση του θα βελτιώσει την κατανόησή σας για 555 χρονόμετρα, λόγω του ότι μπορείτε να παρακολουθήσετε πώς επηρεάζεται η έξοδος όταν ρυθμίζονται τα ποτενσιόμετρα. Πρέπει να πω ότι είμαι επίσης αρκετά εντυπωσιασμένος από τον υψηλό συντελεστή ενόχλησης της εξόδου, με την ικανότητά του να δημιουργεί ένα ευρύ φάσμα τρομακτικών θορύβων με βάση τις ρυθμίσεις των ποτενσιόμετρων, από μια υψηλή κραυγή μέχρι ένα λειαντικό βόμβο (ή ίσως συνδυασμός των δύο).

Βήμα 1: Υλικά

Ένα σωρό καλώδια

Χρονόμετρο 1 555

1 τρανζίστορ NPN

1 αισθητήρας PIR (https://www.amazon.com/DIYmall-HC-SR501-Motion-Infrared-Arduino/dp/B012ZZ4LPM?keywords=pir+sensor&qid=1540494572&sr=8-2-spons&ref=sr_1_2_sspa&ps Χρησιμοποίησα)

2 ποτενσιόμετρα

1.01 πυκνωτής uF

Πυκνωτής 1 1 uF

Πυκνωτής 1 100 uF

Ηχείο 1 8 ohm

Βήμα 2: Συναρμολόγηση

Αυτό το κύκλωμα είναι σχετικά απλό στη συναρμολόγηση, με μόνο ένα πραγματικό τέχνασμα. Ρυθμίσαμε ένα χρονόμετρο 555 να είναι σε άστατη λειτουργία, με δύο ποτενσιόμετρα συνδεδεμένα (στο σχηματικό σχήμα, αυτές είναι οι αντιστάσεις με τους υαλοκαθαριστήρες/βέλη δίπλα τους). Αυτό σημαίνει ότι ο χρονοδιακόπτης θα βγάλει ένα σταθερό σήμα όταν του δοθεί μια ορισμένη αντίσταση. Καθώς τα ποτενσιόμετρα γυρίζουν να εφαρμόσουν μεγαλύτερη αντίσταση, η συχνότητα της εξόδου. Το NPN χρησιμεύει ως διακόπτης σε αυτό το κύκλωμα, με σκοπό να προστατεύσει το κύκλωμα από υπερβολικό ρεύμα, το οποίο μπορεί να βλάψει τα εξαρτήματα. Χρησιμοποιούμε τρανζίστορ αντί αντίστασης γιατί μια αντίσταση θα πέσει πάρα πολύ τάση και θα αποτρέψει την παραγωγή ενός ηχητικού θορύβου (αυτό συμβαίνει επειδή η έξοδος του PIR δεν είναι τόσο υψηλή). Το ίδιο το PIR είναι το δύσκολο κομμάτι, καθώς οι καρφίτσες δεν φέρουν ετικέτα και είναι πολύ δύσκολο να συνδεθείτε σε ένα breadboard με τις καρφίτσες του PIR. Εάν το PIR σας είναι όπως αυτό που έχω σε αυτήν την εικόνα (πιθανότατα, καθώς τα PIR είναι αρκετά τυποποιημένα), ο θετικός ακροδέκτης (Vcc) είναι ο πείρος δίπλα στη δίοδο (η μικρή πορτοκαλί κυλινδρική δομή), με τον αρνητικό (γείωση) πείρο στο αντίθετο άκρο και ο πείρος εξόδου στη μέση. Εάν όχι, μπορεί να χρειαστεί να βρείτε ένα φύλλο δεδομένων ή ένα σεμινάριο για τον συγκεκριμένο τύπο αισθητήρα σας. Για να συνδέσετε τον πείρο, προτείνω να συνδέσετε καλώδια βραχυκυκλωτήρων με τους πείρους, καθώς επιτρέπει στους πείρους να λειτουργούν ως σύρματα και να συνδέονται εύκολα στη σανίδα ψωμιού.

Βήμα 3: Λειτουργία

Η λειτουργία του κυκλώματος είναι αρκετά απλή ως επί το πλείστον. Το ηχείο θα ακουστεί αρχικά μπιπ όταν είναι ενεργοποιημένο (αυτό είναι απολύτως φυσιολογικό). Κουνώντας το χέρι σας ή περπατώντας μπροστά από τον αισθητήρα θα αυξηθεί η ποσότητα υπέρυθρης ακτινοβολίας που ανιχνεύεται από τον αισθητήρα, εξάγοντας ένα σύντομο σήμα και βγάζοντας έναν ενοχλητικό ήχο. Η συχνότητα του σήματος εξόδου μπορεί να αλλάξει περιστρέφοντας το ποτενσιόμετρο. Για ένα περιστροφικό ποτενσιόμετρο, η αντίσταση θα αυξηθεί όταν το ποτενσιόμετρο στρίψει αριστερόστροφα. δεδομένου ότι ο χρονοδιακόπτης 555 είναι σε κατάσταση αστάθειας, αυτό σημαίνει ότι η συχνότητα θα αυξηθεί καθώς το ποτενσιόμετρο περιστρέφεται δεξιόστροφα (αφού οι συνδεδεμένες αντιστάσεις σχετίζονται αντιστρόφως με τη συχνότητα εξόδου). Το ποτενσιόμετρο που συνδέεται με το κατώφλι θα επηρεάσει επίσης τη συχνότητα περίπου διπλάσια από αυτή που συνδέεται στην πηγή τάσης. Οι άλλες παράμετροι του κυκλώματος που μπορούν να τροποποιηθούν είναι ο χρόνος ενεργοποίησης και η ευαισθησία του κυκλώματος. Αυτά ελέγχονται από τα δύο πορτοκαλί κουμπιά στον αισθητήρα, τα οποία μπορούν να αλλάξουν περιστρέφοντάς τα με ένα κατσαβίδι. Το κουμπί στα αριστερά (στην παραπάνω εικόνα) ελέγχει την καθυστέρηση: πόσο καιρό ο PIR θα βγάλει ένα σήμα μετά την ενεργοποίησή του. Περιστρέφοντας το κουμπί δεξιόστροφα θα αυξηθεί η καθυστέρηση ενώ περιστρέφοντάς το αριστερόστροφα θα μειωθεί η καθυστέρηση (περίπου 3 δευτερόλεπτα τουλάχιστον και 5 δευτερόλεπτα το μέγιστο). Το κουμπί στα δεξιά προσαρμόζει την ευαισθησία στις αλλαγές της ακτινοβολίας IR αυξάνοντας και μειώνοντας το εύρος στο οποίο ελέγχει για αλλαγές στο υπέρυθρο. Η περιστροφή του κουμπιού ευαισθησίας δεξιόστροφα θα μειώσει την ευαισθησία ενώ περιστρέφεται αριστερόστροφα θα την αυξήσει (για ακριβείς τιμές, το ελάχιστο εύρος είναι περίπου 3m ενώ το μέγιστο περίπου 7m). Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη λειτουργία, ελέγξτε αυτόν τον σύνδεσμο:

Βήμα 4: Αντιμετώπιση προβλημάτων (το μέρος διασκέδασης…)

Ακολουθούν ορισμένα κοινά προβλήματα (τα οποία έχω αντιμετωπίσει μόνος μου) που μπορεί να αποτρέψουν άλλους από το να θέλουν να σπάσουν αυτό το κύκλωμα:

1. Εάν το ηχείο δεν λειτουργεί:

-Επανασυνδέστε την πηγή τάσης στο PIR και περιμένετε περίπου 30 δευτερόλεπτα. Το PIR πρέπει να σταθεροποιηθεί λίγο και να "νιώσει" τη γύρω περιοχή (ανίχνευση της τοπικής θερμοκρασίας, ποσότητα ακτινοβολίας IR κ.λπ.) προτού μπορέσει να λειτουργήσει σωστά.

-Ελέγξτε αν δεν έχουν σπάσει οι καρφίτσες του αισθητήρα PIR (αυτό είναι απίθανο να σας συμβεί αφού σας έδωσα οδηγίες να χρησιμοποιήσετε καλώδια βραχυκυκλωτήρων. Την πρώτη φορά, προσπάθησα να συνδέσω το PIR στο breadboard κάμπτοντας τους πείρους, αλλά αυτό δεν λειτούργησε τόσο καλά).

2. Εάν το ηχείο βγάζει ένα σταθερό σήμα αντί να ενεργοποιείται από υπέρυθρο:

-Ελέγξτε για σπασίματα στο καλώδιο μεταξύ του PIR και της βάσης του τρανζίστορ. Αυτό μπορεί να προκαλέσει την πλήρη διακοπή του PIR από το κύκλωμα.

3. Το ηχείο λειτουργεί, αλλά φαίνεται να σβήνει σε τυχαίες στιγμές:

-Μάλλον βρίσκεστε σε ένα σχετικά γεμάτο και πολυσύχναστο δωμάτιο, το οποίο προκαλεί συχνές αλλαγές στην ποσότητα θερμικής υπέρυθρης ακτινοβολίας που μπορεί να λάβει ο αισθητήρας. Δοκιμάστε να ρυθμίσετε το κουμπί ευαισθησίας (το πορτοκαλί κουμπί απέναντι από τους πείρους και όχι το αντίθετο στη δίοδο) με ένα κατσαβίδι (γυρίζοντας το αριστερόστροφα θα το κάνετε λιγότερο ευαίσθητο). Σε γενικές γραμμές, ωστόσο, αυτό το κύκλωμα λειτουργεί πιο αποτελεσματικά σε ήσυχες, άδειες περιοχές όπου κάποιος τυχαίνει να περνάει και να αναρωτιέται ποιος είναι αυτός ο περίεργος ήχος.

Εάν κανένα από αυτά τα προβλήματα δεν βρέθηκε, πιθανότατα είναι κάπου σπασμένο εξάρτημα ή σύρμα. Η μόνη επιλογή είναι να δοκιμάσετε διαφορετικά εξαρτήματα για να δείτε αν λειτουργούν όπως απαιτείται και να τα αντικαταστήσετε εάν όχι. Βεβαιωθείτε ότι το τρανζίστορ λειτουργεί ιδιαίτερα καθώς οι ακίδες του μπορεί να είναι αρκετά εύθραυστες και επιρρεπείς σε ζημιές εάν έχουν λυγίσει πολύ.