Светодиодная лента, активируемая датчиком движения, с таймером: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Всем привет! Я действительно счастлив, что прямо сейчас пишу еще одно руководство. Этот проект появился на свет, когда несколько месяцев назад ко мне обратился товарищ-инструктор (?!) (Дэвид @dducic) с просьбой о помощи в дизайне.

Итак, вот первоначальная спецификация: «Мне действительно нужна помощь с освещением под кроватью, которое я делаю для своих пожилых родителей. Короче говоря, я хочу использовать два датчика PIR и две светодиодные ленты - один комплект для с каждой стороны кровати - которые включаются при срабатывании соответствующего ИК-датчика. Я бы предпочел иметь один источник питания, который питает оба ». И из наших последующих бесед: «Мои потребности в проекте довольно просты - в двух словах: - Когда моя мама или папа ставят ноги на землю от кровати, это активирует датчик движения с их стороны кровать, включая свет. Я представляю себе систему, в которой будет по одному датчику на каждой стороне кровати и по одной светодиодной полосе под каждой стороной кровати, которая подключена к соответствующему датчику. - Я бы хотел, чтобы свет оставался включенным в течение не менее 5 минут, чтобы у них было время встать, заняться своими делами и вернуться в кровать с включенным светом. - Что касается светодиодов, я купил несколько простых теплых белых ламп (3000K) и не ожидаю светодиоды меняют цвет ». Исходя из этого, я спроектировал и создал прототип схемы, которая могла бы соответствовать указанным выше характеристикам, а Дэвид работал над копированием схемы на своей стороне мира и выполнением окончательной установки у своих родителей! Надеюсь, вам всем понравится этот фильм! Посмотрите прикрепленное видео с моей последней тестовой схемой с таймером на 12 секунд и последней установкой Дэвида, активируемой у его родителей.

Шаг 1. Соберите материалы

Необходимые инструменты:

Паяльник

Инструмент для зачистки проводов

Боковые фрезы

Металлическая линейка

Хобби нож

Мультиметр

Необходимые детали:

1 * таймер 555

1 * транзистор TIP 102

1 * Конденсатор 5600 мкФ

1 * конденсатор 10 нФ

1 * резистор 10 кОм

1 * резистор 5,1 кОм

1 * резистор 47 кОм

1 * датчик PIR

1 * 3-контактный разъем JST для подключения датчика к плате

2 * 2-контактный разъем JST для питания на плате и светодиодной ленты на плате

2 * 2-контактный разъем JST для проводки светодиодной ленты и силовой проводки

7 * предварительно обжатых проводов JST (выберите длину - два провода для питания, два для светодиодной ленты, 3 для датчика PIR) https://www.digikey.com/products/en/cable-assembli… - или, если вы ' Сделайте свои собственные кабели, и у вас есть доступные разъемы и зажимы, сделайте свои собственные!

1 * Veroboard

1 * 12 В одноцветная светодиодная лента на ваш выбор (например, 1 * Источник питания 12 В с разъемом MALE цилиндрического типа, номинальная мощность будет зависеть от того, какую светодиодную ленту и длину вы используете (например, https://www.ebay.com.au/itm/5M-3528-SMD-Cool-Warm …

Проволока для пайки

Припой

Термоусадка

1 * цилиндрический винтовой зажим MALE

2 * винтовой зажим цилиндрического домкрата ЖЕНСКИЙ https://www.digikey.com/product-detail/en/sparkfun… (нужен только в том случае, если светодиодная лента или блок питания тоже идут в комплекте)

Шаг 2: проверьте светодиодную ленту

Хорошая практика - проверить, работает ли вся ваша электроника, прежде чем собирать все вместе. Поэтому возьмите светодиодную ленту и подключите ее к адаптеру питания с помощью прилагаемого цилиндрического разъема (если у вас есть такой разъем со светодиодной лентой), и, надеюсь, светодиоды загорятся. Само собой разумеется, но убедитесь, что вы соединяете положительное с положительным, а отрицательное с отрицательным …

Шаг 3: Проверьте датчик PIR

Опять же, тестирование компонентов перед их использованием в окончательном приложении - хорошая идея. На этом этапе вам необходимо подготовить датчик, чтобы вы могли легко подключиться к нему, используя детали, которые я перечислил на предыдущем этапе. 3-контактный разъем, который поставляется с датчиком PIR, отличается от того, что я обычно использую, поэтому я бы предложил заменить его, распаяв предоставленные провода и перепаяв 3 предварительно обжатых провода JST. Затем используйте 3-контактный разъем JST, чтобы найти стороны обжима JST проводов. Полная сборка должна выглядеть как на прикрепленных изображениях. Обратите внимание, что здесь ЧЕРНЫЙ - СИГНАЛ, КОРИЧНЕВЫЙ - ЗЕМЛЯ, КРАСНЫЙ - +12 В.

Чтобы проверить датчик, просто подключите питание и землю и используйте мультиметр для проверки сигнального контакта. При срабатывании его следует притянуть к земле. Если не сработал, вы должны увидеть напряжение, т.е. не заземлено. Когда вы включаете эти типы датчиков, вам нужно подождать пару секунд, чтобы позволить датчику получить базовые показания неподвижного помещения. Если что-то движется после периода «калибровки», то датчик сработает, и на выводе выходного сигнала будет низкий логический уровень (заземлен).

Шаг 4. Сначала установите схему на макетной плате

Прежде чем приступить к пайке прототипа платы, вы должны протестировать все на макетной плате. Это особенно полезно, так как вы можете выбрать свои значения R3 и C2, которые определяют тайм-аут таймера и, таким образом, как долго светодиодная лента будет оставаться включенной.

Некоторая справочная информация о том, как на самом деле работает полная схема, в основном связана с таймером 555, действующим как моностабильный вибратор. Если вы не знакомы с таймером 555 и хотели бы узнать больше, полезную страницу можно найти здесь: https://www.electronics-tutorials.ws/waveforms/555…, которая объясняет различные режимы, в которых может работать 555. Как я уже упоминал, для этой схемы я настроил ее в моностабильном режиме, что означает, что когда на вход триггера подается низкий импульс (например, GND), на выходе будет установлен высокий уровень (например, 12 В) в течение указанного периода времени. на R3 и C2, используя уравнение:

время (секунды) = 1,1 * R3 * C2

Для целей тестирования рекомендуется выбрать значения R3 и C2, которые позволяют светодиодной полосе оставаться включенной в течение короткого периода времени, чтобы вам не приходилось ждать вечно, чтобы узнать, правильно ли работает ваша схема. В прилагаемом видео я настроил таймер примерно на 12 секунд. На прилагаемой принципиальной схеме таймер настроен примерно на 5 минут (время = 1,1 * 47 000 * 0,0056 = 289 секунд).

К счастью, выбранный мной ИК-датчик выдает низкий сигнал (т. Е. GND), когда датчик активирован. В результате триггерный вход таймера 555 подключается непосредственно к датчику PIR. Однако на выходе требуется транзистор для включения питания светодиодной ленты, поскольку таймер 555 может подавать только ограниченное количество тока, которого было бы недостаточно для управления светодиодной лентой большой длины.

Шаг 5: припаяйте схему на Veroboard

Возьмите окончательную схему из предыдущего шага и припаяйте плату. Единственное, что вам действительно нужно здесь запомнить, это вырезать дорожки на обратной стороне платы, где находится таймер 555, иначе противоположные контакты будут закорочены, что определенно не то, что вам нужно!

Подключите все к розетке и проверьте схему! Если все прошло хорошо, ваша схема должна работать точно так же, как и в конфигурации макета. Посмотрите прикрепленное видео с моей последней тестовой схемой. Таймер остается включенным только на 12 секунд, что удобно для демонстрации функциональности схемы.

Шаг 6: Установите светодиодную ленту и датчик

Первоначальная спецификация для этого проекта заключалась в том, чтобы установить светодиодную ленту и датчик для освещения под кроватью, но, очевидно, это можно разместить там, где, по вашему мнению, может быть удобно установить светодиодное освещение с таймером!