DIY slimme elektronische kaars met behulp van ldr

Kaarsen zijn van oudsher van groot nut geweest, het leidde de mens 's nachts nog voordat Edison op het idee voor bollen kwam. Tegenwoordig, van kerken tot keukens, worden kaarsen niet alleen gebruikt om licht te geven wanneer dat nodig is, maar dragen ze ook bij aan de esthetiek en geven ze een warm gevoel. Hoewel gewone kaarsen prima werken, smelten ze vrij snel weg, waardoor de plaats smerig wordt en soms als ze niet worden gebruikt, kan dit ook leiden tot brandgevaar. Dus in deze tutorial gaan we een vlamloze elektronische kaars maken door wat eenvoudige elektronica en een LED te gebruiken. Verder zal deze Smart Candle 's nachts of in het donker automatisch aangaan en zichzelf overdag uitschakelen. Het heeft hetzelfde concept dat we eerder hebben gebruikt in veel duisternisdetectorcircuits:

• Donker en licht indicatorcircuit
• Dark Detector met LDR en 555 Timer IC
• Eenvoudig circuit voor sleutelgatverlichting
• Automatische trapverlichting

Vereiste materialen

1. LM358 IC
2. LDR (Fotoweerstand)
3. 1M en 1K weerstand
4. Leds
5. 10K Pot
6. 12V vrouwelijke gelijkstroomaansluiting en 12V-adapter
7. Kaartvel en Perfboard

LM358 - Op-Amp-vergelijker

Het brein achter dit circuit is de LM358 IC die in dit specifieke ontwerp als vergelijker fungeert. Laten we er kort naar kijken voordat we dieper duiken. De LM358 is een operationele versterker (Op Amp) IC. Dit IC bestaat uit twee operationele versterkers die een spanning tussen 3.3V en 32V kunnen dragen en heeft een zeer lage voedingsstroom van 500 μA. Het IC ziet er intern uit zoals in onderstaande afbeelding:

Het wordt over het algemeen gebruikt bij het bouwen van eenvoudige comparator- en versterkercircuits en is ook te vinden in actieve filtercircuits, golfvormers enz. In dit project zullen we LM358 gebruiken als spanningscomparator. Een spanningsvergelijker wordt gebruikt om twee spanningen te vergelijken en erachter te komen welke groter is dan de andere en vervolgens de uitgang hoog of laag te zetten, afhankelijk daarvan. Dus als we spanning toepassen op inverterende en niet-inverterende ingangen en als de spanning op de niet-inverterende ingang groter is dan de spanning op de inverterende ingang, dan wordt de uitgang hoog en als omgekeerd de uitgang laag. Dit project werkt volledig volgens dit principe. De formule voor spanningsvergelijking wordt gegeven als:

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

Waar A _O de open lusversterking van opamp is. V _{in +} is de ingangsspanning op de niet-inverterende ingangsklem en _Vin is de ingangsspanning op de inverterende ingangsklem. Dus als V _{in +} groter is dan V _in-, dan zal de output hoog zijn, anders zal het laag zijn.

LDR

Als de Op-amp het brein van ons circuit is, dan is LDR het sensorische orgaan. Light Dependent Resistor (LDR) of fotoweerstand is een lichtgestuurde weerstand. De weerstand neemt af naarmate de lichtintensiteit toeneemt en vice versa. In feite, wanneer licht op de LDR valt, absorbeert de halfgeleider de fotonen van licht en springen de gebonden elektronen naar de geleidingsband en neemt de weerstand af als gevolg van fotogeleiding. Volg de link voor meer informatie over LDR en de werking ervan.

Schakelschema en uitleg

Het circuit is niet echt moeilijk; het volledige schakelschema voor Electronic Candle wordt hieronder gegeven.

Zoals weergegeven in het schakelschema, sluit u een 1K-weerstand aan op pin 1 van het IC en sluit u vervolgens het positieve uiteinde van een LED aan op deze weerstand en het negatieve uiteinde op de aarde. Verbind nu de middelste pin van 10K pot met pin 2 van het IC en verbind aarde en 12V met de rest van de pot pinnen. Sluit een 1M weerstand aan op 12V en sluit LDR in serie met deze weerstand. Verbind nu het andere uiteinde van de LDR met de aarde van het circuit. Verbind het gemeenschappelijke punt van de LDR en 1M weerstand met pin 3 van IC. Sluit 12V aan op pin 8 en aarde op pin 4 van IC en je bent klaar. Je hoeft niet erg selectief te zijn over de weerstanden, we hebben aangesloten. Maar zorg ervoor dat de weerstand die op LDR is aangesloten in mega-ohm is en de weerstand met LED in enkele duizenden.

We hebben het complete circuit op een gestippeld bord gebouwd om het compact en gebruiksvriendelijk te maken. Het is echt een eenvoudig circuit, je hoeft alleen maar je soldeervaardigheid op te frissen en te beginnen met het ontwerpen ervan. Monteer eerst de 12V vrouwelijke DC-voedingsaansluiting op het perfboard. Onthoud de pinconfiguratie van deze aansluiting tijdens het ontwerpen van het circuit. Het wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding:

De pinouts van op-amp worden hierboven al besproken en weerstanden en LDR's hebben geen polariteit. Zodra uw soldeerwerk is voltooid, moet het bord er ongeveer zo uitzien als in de onderstaande afbeelding.

Slimme elektrische kaars - werkt

Na het ontwerpen van het circuit op het perfboard en het solderen, sluit u de 12V-adapter aan op de vrouwelijke aansluiting en moet uw LED branden. Om nu de comparator te kalibreren, stelt u de 10K-pot in op het niveau waarop de LED net uitgaat. Bedek nu de LDR met uw hand en u zult zien dat de LED AAN gaat. Je kunt de gevoeligheid van de LDR aanpassen door de pot aan te passen.

Laten we nu eens begrijpen hoe deze kaars werkt. Zoals we al weten, neemt de weerstand van de LDR in het donker toe tot mega-ohm en neemt deze af naarmate de lichtintensiteit toeneemt tot enkele honderden ohm. Dus in het licht, aangezien de weerstand erg laag is, is de spanning over het niet-inverterende signaal erg laag in vergelijking met de inverterende terminal vanwege de 10K-pot die we hebben aangesloten. Dus in dit geval is de uitgangsspanning ook laag, dus de LED gaat niet AAN. Maar in het geval van duisternis loopt de weerstand op tot mega ohm, wat stil hoog is in vergelijking met de 10K pot, vandaar dat de LED oplicht.

Door de pot aan te passen, wordt de gevoeligheid gemanipuleerd. Met gevoeligheid bedoel ik bij welke lichtintensiteit uw comparator de LED aanzet. Als u de pot dicht bij het aanzetten van de LED aanpast, zal deze ook de minuut duisternis detecteren. Maar als u het aanpast ver voordat de LED aan gaat, zal het alleen hoge duisternis kunnen detecteren. U kunt de gevoeligheid ook testen door uw hand voor de LDR te houden. Het is zeer gevoelig als het uw hand ver weg detecteert en het is minder gevoelig als u het moet bedekken om de LED te laten gloeien.

Als u meer dan één LED wilt gebruiken, is dat geen probleem. Verbind twee-drie LED's in serie en sluit ze tenslotte aan waar we een enkele LED en zijn perfecto aan het verbinden waren. Maar zorg ervoor dat uw comparator voldoende stroom kan leveren om alle LED's van stroom te voorzien.

Om de kaars te maken, kun je alles gebruiken om de LED te bedekken. Ik heb een kaartvel en een tissue gebruikt. Rol het kaartvel volgens de grootte van de LED en knip het van bovenaf een beetje in de vorm van een vlam of in elke gewenste vorm, zodat het er aantrekkelijk uit kan zien. Dek de led af met deze kaars en je hebt je eigen slimme elektronische kaars gemaakt.

Ik heb dit circuit ook gesimuleerd op proteus 8. Je kunt het ook zelf ontwerpen. Volg gewoon het bovenstaande schakelschema en stel de lichtintensiteit van LDR in op 1000 en begin het te verlagen totdat het nul wordt en je zult de LED zien oplichten zoals in de onderstaande video.