Candela elettronica intelligente fai-da-te con ldr

Le candele sono state di grande utilità da secoli, ha guidato gli esseri umani durante la notte anche prima che Edison avesse l'idea delle lampadine. Oggi, dalle chiese alle cucine, le candele vengono utilizzate non solo per fornire luce quando necessario, ma si aggiungono anche all'estetica e forniscono una sensazione di calore. Mentre le normali candele funzionano bene, si sciolgono abbastanza velocemente rendendo il posto cattivo e, a volte, se incustodito, può anche portare a rischi di incendio. Quindi, in questo tutorial realizzeremo una candela elettronica senza fiamma utilizzando alcuni semplici dispositivi elettronici e un LED. Inoltre questa candela intelligente si accenderà automaticamente di notte o durante l'oscurità e si spegnerà durante il giorno. Ha lo stesso concetto che abbiamo precedentemente utilizzato in molti circuiti di rilevamento dell'oscurità:

• Circuito indicatore di luce e buio
• Rilevatore scuro che utilizza LDR e 555 Timer IC
• Circuito del dispositivo di illuminazione buco della serratura semplice
• Luce scala automatica

Materiali richiesti

1. LM358 IC
2. LDR (foto resistore)
3. Resistenza da 1M e 1K
4. LED
5. Pot 10K
6. Jack di alimentazione CC femmina 12V e adattatore 12V
7. Foglio di carta e Perfboard

LM358 - Comparatore operazionale

Il cervello dietro questo circuito è l' IC LM358 che funge da comparatore in questo particolare design. Analizziamolo brevemente prima di approfondire. L'LM358 è un amplificatore operazionale (Op Amp) IC. Questo IC consistere di due amplificatori operazionali, che può sopportare una tensione tra 3,3 V a 32V ed ha un'alimentazione molto bassa corrente di drain di 500μA. L'IC ha internamente l'aspetto dell'immagine seguente:

Viene generalmente utilizzato nella costruzione di semplici circuiti comparatori e amplificatori e può anche essere trovato in circuiti di filtri attivi, shaper d'onda ecc., In questo progetto useremo LM358 come comparatore di tensione. Un comparatore di tensione viene utilizzato per confrontare due tensioni e scoprire quale è maggiore dell'altra e quindi aumentare o diminuire l'uscita a seconda di ciò. Quindi, se applichiamo tensione agli ingressi invertenti e non invertenti e se la tensione sull'ingresso non invertente è maggiore della tensione sull'ingresso invertente, l'uscita diventa alta e se viceversa l'uscita diventa bassa. Questo progetto funziona interamente su questo principio. La formula per il confronto della tensione è data come:

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

Dove A _O è il guadagno ad anello aperto dell'amplificatore operazionale. V _{in +} è la tensione di ingresso al terminale di ingresso non invertente e V _in è la tensione di ingresso al terminale di ingresso invertente. Quindi, se V _{in +} è maggiore di V _in, l'uscita sarà alta, altrimenti sarà bassa.

LDR

Se l'amplificatore operazionale è il cervello del nostro circuito, allora LDR è l'organo sensoriale. Light Dependent Resistor (LDR) o foto resistore è un resistore controllato dalla luce. La sua resistenza diminuisce con l'aumento dell'intensità della luce e viceversa. In realtà, quando la luce colpisce l'LDR, il semiconduttore assorbe i fotoni della luce e gli elettroni legati salgono alla banda di conduzione e la resistenza diminuisce a causa della fotoconduzione. Per saperne di più su LDR e sul suo funzionamento, segui il link.

Schema del circuito e spiegazione

Il circuito non è veramente difficile; lo schema elettrico completo della candela elettronica è riportato di seguito.

Come mostrato nello schema del circuito, collegare un resistore da 1K al pin 1 del circuito integrato, quindi collegare l'estremità positiva di un LED a questo resistore e il negativo a terra. Ora collega il pin centrale del pot 10K al pin 2 dell'IC e collega la massa e 12V al resto dei pin del pot. Collegare un resistore da 1 M a 12V e collegare l'LDR in serie con questo resistore. Ora, collega l'altra estremità dell'LDR alla massa del circuito. Collegare il punto comune dell'LDR e della resistenza 1M con il pin 3 dell'IC. Collega 12V al pin 8 e terra al pin 4 dell'IC e sei pronto. Non è necessario essere molto selettivi riguardo ai resistori, ci siamo collegati. Ma assicurati che il resistore collegato a LDR sia in mega ohm e il resistore con LED sia in poche migliaia.

Abbiamo costruito il circuito completo su una scheda tratteggiata per renderlo compatto e facile da usare. È davvero un circuito semplice, devi solo rispolverare le tue capacità di saldatura e iniziare a progettarlo. Innanzitutto, monta il jack di alimentazione CC femmina da 12 V sulla perfboard. Ricordare la configurazione dei pin di questo jack durante la progettazione del circuito. È mostrato nella figura seguente:

La piedinatura dell'amplificatore operazionale è già stata discussa sopra e le resistenze e gli LDR non hanno polarità. Una volta completato il lavoro di saldatura, la scheda dovrebbe avere un aspetto simile a questo mostrato nell'immagine qui sotto.

Candela elettrica intelligente - Funzionante

Dopo aver progettato il circuito sulla perfboard e averlo saldato, collega l'adattatore da 12V al jack femmina e il LED deve essere acceso. Ora, per calibrare il comparatore, regola il potenziometro da 10K al livello in cui il LED si spegne. Ora copri l'LDR con la mano e vedrai il LED accendersi. È possibile regolare la sensibilità dell'LDR regolando il potenziometro.

Ora, cerchiamo di capire come funziona questa candela. Come già sappiamo che nell'oscurità la resistenza dell'LDR aumenta a mega ohm e diminuisce con l'aumento dell'intensità della luce a poche centinaia di ohm. Quindi, alla luce, poiché la resistenza è molto bassa, la tensione sul segnale non invertente è molto bassa rispetto al terminale invertente a causa del pot 10K che abbiamo collegato. Quindi in questo caso anche la tensione di uscita è bassa quindi il LED non si accende. Ma in caso di oscurità la resistenza aumenta fino a mega ohm, che è abbastanza alto rispetto al potenziometro da 10K, quindi il LED si accende.

La regolazione della pentola manipolerà la sensibilità. Per sensibilità intendo a quale intensità di luce il tuo comparatore accende il LED. Se si regola la pentola vicino all'accensione del LED, rileverà anche l'oscurità minuscola. Ma se lo si regola molto prima che il LED si accenda, sarà in grado di rilevare solo un'oscurità elevata. Puoi anche testare la sensibilità portando la mano davanti all'LDR. È molto sensibile se rileva la tua mano lontano ed è meno sensibile se devi coprirla per illuminare il LED.

Se desideri utilizzare più di un LED, non è un problema. Collega due-tre LED in serie e infine collegali dove stavamo collegando un singolo LED e il suo perfetto. Ma assicurati che il tuo comparatore possa fornire corrente sufficiente per alimentare tutti i LED.

Per fare la candela, puoi usare qualsiasi cosa per coprire il LED. Ho usato un foglio di carta e un fazzoletto. Arrotolare il foglio di carta in base alle dimensioni del LED e tagliarlo dall'alto a forma di fiamma o nella forma che desideri, in modo che possa sembrare attraente. Copri il LED con questa candela e hai creato la tua candela elettronica intelligente.

Ho anche simulato questo circuito su Proteus 8. Puoi anche progettarlo da solo. Basta seguire lo schema del circuito sopra e impostare l'intensità della luce di LDR su 1000 e iniziare ad abbassarla fino a quando non diventa zero e vedrai il LED che si accende come mostrato nel video qui sotto.