The GoodNightLight: دائرة ضوء ليلية بسيطة: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

بواسطة ohoilett

حول: طالب دراسات عليا في جامعة بوردو ، مهندس طبي حيوي ، متحمس للإلكترونيات ، معلم ، يحاول تعلم القليل عن الهندسة والبرمجة المزيد عن ohoilett »

مرحبًا بالجميع ، أقوم بتدريس دورة الأدوات الحيوية لطلاب المدارس المتوسطة في فصل الشتاء كجزء من Purdue GERI (معهد موارد تعليم الموهوبين). في هذه الدورة ، أقدم الطلاب على أساسيات الدوائر وكيفية استخدام الدوائر في الهندسة الطبية الحيوية. لقد وجدت أن ضوء الليل هو دائرة تمهيدية جيدة للطلاب الذين يتعلمون عن الإلكترونيات. يتضمن بعض المكونات الأساسية مثل المقاومات ومصابيح LED. يتضمن أيضًا مكونًا أكثر وسيطًا ، وهو مكبر الصوت التشغيلي ومستشعر مفيد ، وهو المقاوم الضوئي. توضح آلية الدائرة للطلاب كيف يمكننا استخدام الدوائر للتفاعل مع العالم الخارجي وإنتاج نوع من المخرجات. في هذه الحالة ، يتم تشغيل ضوء الليل عندما تنخفض مستويات الإضاءة المحيطة وتنطفئ عند زيادة مستويات الإضاءة المحيطة. يحب الجميع رؤية مصابيح LED تعمل وتنطفئ تلقائيًا. أخبرت أولياء الأمور أنني سأقوم بنشر الدروس المختلفة عبر الإنترنت (وأنا متأخر بضعة أشهر عن o_O) لذا ها أنا ذا أول واحد! آمل أن تستمتع ببرنامج Instructable من أجل GoodNightLight.

الخطوة 1: المقاوم الضوئي أو المقاوم المعتمد على الضوء (LDR)

المقاوم الضوئي هو مكون بسيط يغير المقاومة بالضوء الساقط. يحتوي المقاوم على مواد حساسة للضوء تؤدي إلى تقليل مقاومة المادة مع زيادة الضوء (مزيد من الضوء). على العكس من ذلك ، تزداد مقاومة المادة بتناقص الضوء (يصبح أكثر قتامة). جهاز الاستشعار مسؤول عن اكتشاف التغييرات في الإضاءة المحيطة ، والتي ستشغل ضوء الليل. لا تتردد في قياس مقاومة المقاوم الضوئي بمقياس متعدد لترى كيف تتغير مقاومته عندما تقوم بتغطية المقاوم الضوئي وكشفه بإصبعك أو بأي شيء غير شفاف.

الخطوة الثانية: مقسم الجهد

مقسم الجهد هو طريقة بسيطة للتفاعل مع محول طاقة مقاوم ، وهو مكون يترجم شكلاً من أشكال الطاقة إلى مقاومة. في هذه الدائرة ، محول الطاقة المقاوم لدينا هو المقاوم الضوئي لدينا. يتكون مقسم الجهد من مقاومين متصلين (متصلان واحدًا تلو الآخر). يتم توصيل مصدر الجهد ، مثل البطارية ، بأحد المقاومات في المقسم والمقاوم الآخر متصل بالأرض. تكون معادلة مقسم الجهد كما يلي: Vout = Vin * R2 / (R2 + R1)

كما نرى من المعادلة ، تحدد R1 و R2 بشكل مباشر خرج مقسم الجهد. عند فحص المعادلة قليلاً ، نرى أنه مع زيادة R2 ، يقترب Vout من Vin. ذكرنا في خطوتنا السابقة أن مقاومة المقاوم الضوئي تزداد بتناقص الضوء المحيط. سنضع المقاوم الضوئي الخاص بنا في موضع R2 لمقسم الجهد هذا.

الخطوة 3: المقارنة وإخراج LED

المقارنة عبارة عن دائرة بسيطة تقارن جهدين. إذا كان الجهد عند المدخلات غير المقلوبة (مدخلات المرجع مع علامة "+") أكبر من الجهد عند الإدخال المقلوب (مدخلات المرجع مع علامة "-") ، فإن خرج سيتم تشغيل المقارنة على مؤشر LED. إذا كان العكس صحيحًا ، فسيؤدي ناتج المقارنة إلى إيقاف تشغيل مؤشر LED. إذا لم تكن قد استخدمت مصابيح LED من قبل ، فاعلم أنها تضيء عند مرور تيار صغير من خلالها. تعرف على المزيد حول مصابيح LED من هذا Instructable الممتاز.

لمقارنتنا ، سنستخدم مكبر LM324. LM324 هو مكبر صوت رباعي ، مما يعني أنه يحتوي على 4 مكبرات صوت مدمجة في حزمة واحدة. سنحتاج فقط إلى واحد من مكبرات الصوت الأربعة. قم بربط LM324 كما هو موضح في التخطيطي.

الخطوة الرابعة: الاستنتاجات والأفكار النهائية

في هذا الدليل ، قمت بتوضيح تشغيل مصباح LED مع كميات متغيرة من الضوء المحيط. من فضلك استخدم إبداعك لتحويله إلى "ضوء ليلي" حقيقي.

الخطوة 5: استكشاف الأخطاء وإصلاحها

1. في Instructable هذا ، أوصيت بإضافة المقاوم 10 كيلو في سلسلة مع المقاوم الضوئي الخاص بك. اعتمادًا على المقاومة "الاسمية" للمقاوم الضوئي ، قد تحتاج إلى تغيير المقاوم 10 كيلو إلى شيء آخر. أوصي بقياس مقاومة المقاوم الضوئي بالمقياس المتعدد الخاص بك عندما يتعرض المقاوم الضوئي الخاص بك للمحيط وعندما يكون المستشعر مغطى ببعض الأجسام الغريبة. تريد اختيار المقاوم المتسلسل الذي يكون أكبر من مقاومة المقاوم الضوئي عند تعرضه للضوء المحيط ، ولكنه أصغر من مقاومة المقاوم الضوئي عند تغطيته. على سبيل المثال ، بالنسبة للمقاوم الضوئي الذي استخدمته ، كانت المقاومة عند تعرضه للضوء المحيط حوالي 8 كيلو. عندما غطيت المقاوم الضوئي بإصبعي ، زادت مقاومته إلى 48 كيلو.

2. تأكد من أنك قمت بتوصيل فواصل الجهد إلى المدخلات المناسبة من المرجع أمبير. انتبه جيدًا للاتصالات في الخطوة 3.

3. كن حذرا من قطبية الصمام. الساق الأقصر "سالبة" ويجب أن تتصل بالأرض.