Νυχτερινό φως που αναβοσβήνει (κατόπιν αιτήματος): 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Ο χρήστης Instructables Pagemaker παρείχε έναν σύνδεσμο σε ένα γενικό κύκλωμα που αναβοσβήνει χρησιμοποιώντας ένα χρονόμετρο 555 και ζήτησε πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο ενσωμάτωσης μιας φωτοαντίστασης για να μπορέσει το κύκλωμα να απενεργοποιηθεί στο φως της ημέρας. Επιπλέον, ο Pagemaker ήθελε να χρησιμοποιήσει περισσότερα από ένα LED. Η αρχική του ανάρτηση είναι ΕΔΩ. Αυτό το διδακτικό θα σας δείξει πώς να το κάνετε ακριβώς αυτό.

Βήμα 1: Κοιτάζοντας το αρχικό κύκλωμα 555

Το πρώτο βήμα για τη δημιουργία του νυχτερινού φωτός που αναβοσβήνει ήταν η ανάλυση του αρχικού κυκλώματος, το οποίο μπορείτε να βρείτε εδώ. Υπάρχουν αρκετοί ιστότοποι που θα σας διδάξουν όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για 555 χρονόμετρα, οπότε θα το αφήσω σε άλλους. Ακολουθούν δύο από τους προσωπικούς μου αγαπημένους ιστότοπους σε 555 χρονόμετρα που θα σας ξεκινήσουν: https://www.uoguelph.ca/~antoon/gadgets/555/555.htmlhttps://home.maine.rr.com/randylinscott /learn.htmΒασικά, ανάλογα με τα εξωτερικά εξαρτήματα (αντιστάσεις και πυκνωτές) που χρησιμοποιούμε, μπορούμε να αλλάξουμε τον ρυθμό αναλαμπής.

Βήμα 2: Υπολογισμός της επιθυμητής τιμής αντίστασης για τα LED μας

Οι λυχνίες LED λειτουργούν με ρεύμα. Απαιτούν ρεύμα για να λειτουργήσουν. Το μέσο κόκκινο LED έχει κανονικό ρεύμα λειτουργίας περίπου 20 mA, οπότε αυτό είναι ένα καλό μέρος για να ξεκινήσετε. Επειδή λειτουργούν με ρεύμα, η φωτεινότητα της λυχνίας LED εξαρτάται από την ποσότητα ροής ρεύματος και όχι από την πτώση τάσης στο LED (που είναι περίπου 1,5-1,7 βολτ για τη μέση κόκκινη λυχνία LED σας. Άλλα ποικίλλουν). Αυτό ακούγεται υπέροχο, σωστά? Ας αντλήσουμε απλώς έναν τόνο ρεύματος και θα έχουμε υπερ-φωτεινά LED! Λοιπόν … στην πραγματικότητα, ένα LED είναι σε θέση να χειριστεί μόνο μια ορισμένη ποσότητα ρεύματος. Προσθέστε πολύ περισσότερο από αυτό το ονομαστικό ποσό και ο μαγικός καπνός αρχίζει να διαρρέει: (Αυτό που κάνουμε είναι να προσθέσουμε μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος σε σειρά με το LED, το οποίο επιλύει το πρόβλημα. Για το κύκλωμά μας, θα έχουμε 4 LED παράλληλες. Έχουμε δύο επιλογές για τις αντιστάσεις σειράς μας: Επιλογή 1 - Τοποθετήστε μια αντίσταση σε σειρά με κάθε LED Με αυτήν την επιλογή, αντιμετωπίζουμε κάθε LED ξεχωριστά. Για να καθορίσουμε την τιμή της αντίστασης σειράς, μπορούμε απλά να χρησιμοποιήσουμε τον τύπο: (V_s V_d) / I = RV_s = Τάση πηγής θέλουμε να τρέξουμε μέσω του LED μας σε AmpsR = Αντίσταση (η τιμή που θέλουμε να βρούμε) Έτσι, παίρνουμε: (3 - 1.7) / 0.02 = 65Ω65 ohms δεν είναι μια πολύ τυπική τιμή, οπότε θα χρησιμοποιήσουμε το επόμενο μέγεθος επάνω, που είναι 68 ohm. PROS: Κάθε αντίσταση έχει λιγότερη ισχύ για να διασκορπιστεί CONS: Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε αντίσταση για ΚΑΘΕ LEDI έλεγξε αυτήν την τιμή με τον ακόλουθο τρόπο: μέτρησα κάθε LED για αντίσταση και καθορίστηκε ότι το καθένα ήταν περίπου 85 ωμ. Προσθέτοντας αυτό στην τιμή resitor, παίρνουμε περίπου 150 ohms σε καθένα από τους 4 παράλληλους κόμβους. Η συνολική παράλληλη αντίσταση είναι 37,5 ohms (θυμηθείτε ότι η αντίσταση παράλληλα είναι χαμηλότερη από την αντίσταση οποιουδήποτε κόμβου). Επειδή I = E / R μπορούμε να καθορίσουμε ότι 3V / 37.5Ω = 80mΔιαίρεση αυτής της τιμής από τους 4 κόμβους μας και βλέπουμε ότι παίρνουμε περίπου 20 mA από το καθένα, αυτό είναι αυτό που θέλουμε. Επιλογή 2 - Τοποθετήστε μια αντίσταση σε σειρά με ολόκληρη την ομάδα 4 παράλληλων LED. Με αυτήν την επιλογή, θα αντιμετωπίσουμε όλα τα LED μαζί. Για να καθορίσουμε την τιμή της αντίστασης σειράς, πρέπει να κάνουμε λίγο περισσότερη δουλειά. Αυτή τη φορά, χρησιμοποιώντας την ίδια τιμή 85Ω ανά LED, παίρνουμε τη συνολική παράλληλη αντίσταση των LED μας (χωρίς και πρόσθετες αντιστάσεις) και παίρνουμε 22,75Ω. Σε αυτό το σημείο, γνωρίζουμε το ρεύμα που θέλουμε (2mA), την τάση πηγής (3V) και την αντίσταση των LED μας σε paralles (22,75Ω). Θέλουμε να μάθουμε πόση περισσότερη αντίσταση χρειάζεται για να αποκτήσουμε την τιμή του ρεύματος που χρειαζόμαστε. Για να το κάνουμε αυτό, χρησιμοποιούμε λίγο άλγεβρα: V_s / (R_l + R_r) = IV_s = Τάση πηγής (3 Volts) R_l = Αντίσταση LED (22,75Ω) R_r = τιμή resitor τιμή σειράς, η οποία είναι άγνωστη ή 20mA) Συνδέοντας λοιπόν τις τιμές μας, παίρνουμε: 3 / (22,75 + R_r) = 0,02Or, χρησιμοποιώντας άλγεβρα: (3 / 0,02) - 22,75 = R_r = 127,25ΩΩ σειρά με τα LED μας και θα ρυθμιστούμε. PROS: Χρειαζόμαστε μόνο μία αντίσταση CONS: Αυτός ο ένας αντιστάτης διαχέει περισσότερη ισχύ από την προηγούμενη επιλογή Για αυτό το έργο, πήγα με την επιλογή 2, απλά επειδή ήθελα να κρατήσω τα πράγματα απλά και 4 αντιστάσεις που θα λειτουργούσαν μοιάζουν ανόητες.

Βήμα 3: Αναβοσβήνει αρκετές λυχνίες LED

Σε αυτό το σημείο, έχουμε την αντοχή της σειράς μας, μπορούμε τώρα να αναβοσβήνουμε πολλά LED ταυτόχρονα χρησιμοποιώντας το αρχικό μας κύκλωμα χρονοδιακόπτη, απλώς αντικαθιστώντας το μονό LED και την αντίσταση σειράς με τη νέα αντίσταση σειράς και ένα σύνολο 4 παράλληλων LED. Παρακάτω, Θα δούμε μια σχηματική εικόνα των όσων έχουμε μέχρι τώρα. Φαίνεται λίγο διαφορετικό από το κύκλωμα στον αρχικό σύνδεσμο, αλλά είναι κυρίως μόνο εμφανίσεις. Η μόνη πραγματική διαφορά μεταξύ του κυκλώματος στη διεύθυνση https://www.satcure-focus.com/tutor/page11.htm και αυτής σε αυτό το βήμα είναι η τιμή αντίστασης για την αντίσταση περιορισμού ρεύματος και το γεγονός ότι έχουμε τώρα 4 LED παράλληλα, παρά μόνο ένα LED. Δεν είχα αντίσταση 127 ohm, οπότε χρησιμοποίησα αυτό που είχα. Κανονικά θα προτιμούσαμε να κάνουμε προσέγγιση προς τα πάνω, επιλέγοντας την επόμενη μεγαλύτερη τιμή αντίστασης για να διασφαλίσουμε ότι δεν αφήνουμε πολύ ρεύμα, αλλά η επόμενη κοντινότερη αντίσταση μου ήταν ΠΟΛΥ μεγαλύτερη, οπότε επέλεξα μια αντίσταση λίγο κάτω από την υπολογισμένη τιμή μας:(Σημειώνουμε πρόοδο, αλλά έχουμε ακόμα μόνο ένα σωρό φώτα που αναβοσβήνουν. Στο επόμενο βήμα, θα το κάνουμε να σβήσει το φως της ημέρας!

Βήμα 4: Κάνοντας το νυχτερινό φως

Αρκετά με το απλό αναβοσβήσιμο! Θέλουμε να λειτουργεί τη νύχτα και να μένουμε μακριά την ημέρα!

Εντάξει, ας το κάνουμε. Χρειαζόμαστε μερικά ακόμη στοιχεία για αυτό το βήμα: - Μια φωτοαντίσταση (μερικές φορές ονομάζεται επίσης οπτοαντιστάτης) - Ένα τρανζίστορ NPN (οι περισσότεροι θα το κάνουν. Δεν μπορώ καν να διαβάσω την ετικέτα σε αυτό που επέλεξα, αλλά ήμουν σε θέση να προσδιορίσω είναι NPN) - Αντίσταση Ένας φωτοαντιστάτης είναι απλώς ένας αντιστάτης που αλλάζει την τιμή του ανάλογα με το πόσο φως εφαρμόζεται. Σε πιο έντονο περιβάλλον, η αντίσταση θα είναι χαμηλότερη, ενώ στο σκοτάδι, η αντίσταση θα είναι υψηλότερη. Για τη φωτοαντίσταση που έχω στο χέρι, η αντίσταση στο φως της ημέρας είναι περίπου 500ÃŽÂ ©, ενώ η αντίσταση στο σκοτάδι είναι σχεδόν 60kÃŽÂ ©, αρκετά μεγάλη διαφορά! Ένα τρανζίστορ είναι μια συσκευή που κινείται με ρεύμα, αλλά και ότι για να λειτουργήσει σωστά, πρέπει να εφαρμοστεί μια ορισμένη ποσότητα ρεύματος. Για αυτό το έργο, σχεδόν οποιοδήποτε τρανζίστορ NPN γενικού σκοπού θα κάνει. Μερικά θα λειτουργήσουν καλύτερα από άλλα, ανάλογα με την ποσότητα ρεύματος που απαιτείται για την οδήγηση του τρανζίστορ, αλλά αν βρείτε ένα NPN, θα πρέπει να πάτε καλά. Στα τρανζίστορ, υπάρχουν τρεις ακίδες: η βάση, ο εκπομπός και ο συλλέκτης. Με ένα τρανζίστορ NPN, ο πείρος βάσης πρέπει να είναι πιο θετικός από τον πομπό για να λειτουργεί το τρανζίστορ. Η γενική ιδέα εδώ είναι ότι θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε την αντίσταση του φωτοαντιστάτη για να ρυθμίσουμε πόσο ρεύμα επιτρέπεται να ρέει μέσω των LED. Επειδή δεν γνωρίζουμε το ακριβές ρεύμα που απαιτείται για το τρανζίστορ μας και επειδή μπορεί να χρησιμοποιείτε διαφορετική φωτοαντίσταση από μένα, η τιμή της αντίστασης σας σε αυτό το βήμα (R4 στην παρακάτω εικόνα), μπορεί να είναι διαφορετική από τη δική μου. Εδώ έρχεται ο πειραματισμός. Το 16k ήταν σχεδόν τέλειο για μένα, αλλά το κύκλωμά σας μπορεί να απαιτεί διαφορετική τιμή. Αν κοιτάξετε το σχηματικό, θα δείτε ότι καθώς αλλάζει η τιμή αντίστασης του φωτοαντιστάτη, το ίδιο αλλάζει και το ρεύμα μέσω του πείρου βάσης. Σε σκοτεινές συνθήκες, η τιμή της αντίστασης είναι πολύ υψηλή, οπότε το μεγαλύτερο μέρος του ρεύματος που προέρχεται από το V+ στο 555 Timer (V+ είναι η θετική τάση) πηγαίνει τόσο απευθείας στη βάση του τρανζίστορ, καθιστώντας το λειτουργικό όσο και στα LED. Σε ελαφρύτερες συνθήκες, η μειωμένη τιμή αντίστασης στη φωτοαντίσταση επιτρέπει μεγάλο μέρος αυτού του ρεύματος να μεταβεί από V+ στο χρονόμετρο απευθείας στο DIS. Εξαιτίας αυτού, δεν υπάρχει αρκετό ρεύμα για να οδηγήσετε το τρανζίστορ και τις λυχνίες LED, οπότε δεν βλέπετε φώτα που αναβοσβήνουν. Στη συνέχεια θα δούμε το κύκλωμα σε δράση!

Βήμα 5: Φώτα (ή όχι), Κάμερα, Δράση

Εδώ είναι το κύκλωμα που προέκυψε, φτιαγμένο βιαστικά σε μια σανίδα ψωμιού. Είναι ατημέλητο και άσχημο, αλλά δεν με νοιάζει. Το κύκλωμα λειτούργησε ακριβώς όπως σχεδιάστηκε. Θα σημειώσετε ότι το αρχικό κύκλωμα που δουλέψαμε παραθέτει έναν πυκνωτή τανταλίου 2,2uF. Δεν είχα έναν στο χέρι, και χρησιμοποίησα έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή και λειτούργησε καλά. Θα παρατηρήσετε στο βίντεο ότι υπάρχει κύκλος λειτουργίας περίπου 90% (τα φώτα είναι αναμμένα το 90% του χρόνου και αναβοσβήνουν έκπτωση για το 10% του χρόνου). Αυτό οφείλεται στα εξωτερικά εξαρτήματα (αντιστάσεις και πυκνωτές) που είναι προσαρτημένα στο χρονόμετρο 555. Εάν ενδιαφέρεστε να αλλάξετε τον κύκλο καθηκόντων, ανατρέξτε στους συνδέσμους που παρείχα νωρίτερα. Εάν υπάρχει ενδιαφέρον, θα γράψω ένα διδακτικό σε αυτό. Ελπίζω ότι αυτό το διδακτικό ήταν χρήσιμο. Μη διστάσετε να κάνετε τυχόν διορθώσεις ή να κάνετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις. Θα χαρώ να βοηθήσω όπου μπορώ.