Детектор уровня света LDR: открытие и закрытие глаз: 6 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Всем привет, надеюсь, что эта инструкция вам понравилась. Любые сомнения, комментарии или исправления будут приняты.

Эта схема была реализована как модуль управления для предоставления информации о том, сколько света находится в окружающей среде, для управления открытием глаз с помощью серводвигателя.

Эта схема имеет 4 выхода, каждый из которых дает 5 В или 0 В, в зависимости от интенсивности падающего света. Предполагая, что у нас есть интенсивность, измеренная в процентах, у нас будут следующие случаи:

• Когда уровень освещенности составляет от 0% до 20%, 4 выхода будут давать 0 В.
• Когда уровень освещенности составляет от 20% до 40%, первый выход будет давать 5 В, а другие - 0 В.
• Когда уровень освещенности составляет от 40% до 60%, первые два выхода будут давать 5 В, а другие - 0 В.
• Когда уровень освещенности составляет от 60% до 80%, первые три выхода будут давать 5 В, а последний - 0 В.
• Когда уровень освещенности находится в диапазоне от 80% до 100%, 4 выхода будут давать 5В.

Примечание: указанные проценты являются лишь примером для экономии пояснений. В следующих шагах объясняется, как это откалибровать

Зная условия, на Arduino создается программа с этими 4 входами, и на выходе мы будем получать ШИМ-сигнал, отправляемый на сервопривод, который будет управлять механизмом открытия глазка.

Запасы

Что вам понадобится?

(схемотехника)

• 1 LM324
• 1 Протоборд
• 6 подстроечных резисторов (по 10 кОм каждый) 1 LDR (светозависимый резистор)
• Какие-то перемычки на макетной плате или просто провода и кусачки.
• 1 серводвигатель
• Вольтметр

(голова и механизмы)

• Творчество (самое главное)
• Пена для головы
• Картон
• Клей
• Деревянные палочки
• Еще кое-что, что поможет сделать его эстетичнее

(по желанию)

• Сварочная станция или паяльник
• Оловянный припой
• Печатная плата 5x5 точек

Шаг 1: планирование нашей схемы

Прежде всего, нам нужно иметь все компоненты, прежде чем делать механизм.

Важно знать, что если у вас нет точных компонентов, вы можете использовать альтернативы, возможно, вы не получите триммеры с точным значением, но это не имеет значения: вы будете использовать триммеры в качестве делителя напряжения, поэтому, если у вас есть значение от 10 кОм до 100 кОм, вы можете его использовать. Или, если у вас нет LM324, вы можете использовать MC34074 (например, их много), единственное требование - иметь 4 операционных усилителя, которые могут использовать несимметричное питание 5 В (источник питания Arduino 5 В).

Итак, давайте начнем.

Шаг 2: Сборка схемы

Для создания модуля у нас есть следующая принципиальная схема и схема LM324

Каждое число между операционными усилителями представляет собой номер контакта LM324, поэтому контакты с одинаковым номером В OPAMPS являются общими узлами.

ПРИМЕЧАНИЕ: вверху есть заголовок, представляющий внешние соединения, то есть соединения с Arduino UNO. Не путайте контакты заголовка J1 с контактами LM324.

Здесь у вас есть два варианта:

1. Сделайте это в прототипной плате. Это самый простой способ сборки и тестирования, но дизайн совсем не лучший.
2. Используйте перфорированную плату (также называемую DOT PCB). Этот вариант даст вам возможность уменьшить схему до квадрата 5x5 см (только модуль), но вам нужно сварить. Если вы несовершеннолетний, обратитесь за помощью к взрослому.

На 3-м изображении это схема, собранная на макетной плате.

На 4-м и 5-футовом изображении он собирается по той же схеме, но на перфокартоне.

На 6-м изображении схема завершена.

Таким образом, схема будет иметь 4 выхода. Эти выходы будут использоваться для подключения к Arduino UNO.

Шаг 3: откалибруйте схему

После сборки мы должны подключить нашу схему и проверить напряжение, заданное каждым сопротивлением подстроечного резистора: мы должны установить 0,5 В, 1 В, 1,5 В и 2 В для RV1, RV2, RV3 и RV4 соответственно.

Для этого вам нужно подать на схему 5 В и GND Arduino и измерить каждое напряжение на триммере. Вы подключаете вольтметр между центральным контактом триммера (один за другим) и GND. Затем вращайте триммер, пока не получите желаемое напряжение.

У вольтметра 2 кабеля: красный и черный.

1. Вставьте черный кабель в узел GND.
2. Вставьте красный кабель в 3-й контакт LM324. Поворачивайте триммер, пока на нем не будет 0,5 В.
3. Замените красный кабель на 5-й контакт LM324. Поворачивайте триммер, пока на нем не будет 1 В.
4. Замените красный кабель на 10-й контакт LM324. Поворачивайте триммер до тех пор, пока на нем не будет 1,5 В.
5. Замените красный кабель на 12-й контакт LM324. Поворачивайте триммер, пока на нем не будет 2 В.

Все эти шаги должны быть выполнены со всеми подключенными (Arduino и созданная нами схема).

Возможно, вам понадобится больше двух рук, при необходимости попросите помощи у кого-нибудь.

5-й триммер служит калибратором чувствительности (тот, который находится между LDR, то есть тот, который называется RV5).

Как вы можете видеть, на видео есть тест с выходами, я использовал зеленые светодиоды, чтобы сделать его более поучительным и понятным (я кладу руку ближе, чтобы блокировать свет, и схема заставляет светодиоды включаться или поворачиваться в зависимости от падающего света).

Шаг 4: Сборка серводвигателя

Здесь вам нужно поразить воображение: вам нужно поместить глаза в механизм, который может открывать и закрывать глаз, имитируя веко.

На 1-м фото вы видите реальную модель, реализованную мной.

на 2-м изображении есть рисунок, который представляет основной механизм.

Используйте пенопласт, деревянные палочки и клей, чтобы сделать механизм.

Как вы видите на 3-м изображении, LDR находится в носовой части.

Шаг 5: кодирование

Наконец, вы должны подключить схему к контактам 3, 4, 5 и 6 Arduino, и сервопривод будет подключен к 9-му контакту.

Код ниже. В нем есть комментарии, объясняющие каждый важный раздел.

Шаг 6: наслаждайтесь

Увеличивайте и уменьшайте свет до LDR, чтобы оценить изменения в глазах.

Спасибо за просмотр. Я надеюсь тебе это понравится.