Мигающий ночник (по запросу): 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Пользователь Instructables Pagemaker предоставил ссылку на общую схему мигания с использованием таймера 555 и запросил информацию о том, как установить фоторезистор, чтобы схема могла отключаться при дневном свете. Кроме того, Pagemaker хотел использовать больше одного светодиода. Его оригинальное сообщение ЗДЕСЬ. Это руководство покажет вам, как это сделать.

Шаг 1: Рассмотрим начальную схему 555

Первым шагом в создании мигающего ночника был анализ исходной схемы, которую можно найти здесь. Существует ряд веб-сайтов, которые научат вас всему, что вам нужно знать о таймерах 555, поэтому я оставлю это другим. Вот два моих любимых сайта о таймерах 555, которые помогут вам начать работу: https://www.uoguelph.ca/~antoon/gadgets/555/555.htmlhttps://home.maine.rr.com/randylinscott /learn.htm В основном, в зависимости от того, какие внешние компоненты (резисторы и конденсаторы) мы используем, мы можем изменять частоту мигания.

Шаг 2: Расчет желаемого номинала резистора для наших светодиодов

Светодиоды работают по току. Для работы им требуется ток. Средний красный светодиод имеет нормальный рабочий ток около 20 мА, так что это хорошее место для начала. Поскольку они управляются током, яркость светодиода зависит от величины протекающего тока, а не от падения напряжения на светодиоде (которое составляет около 1,5-1,7 В для обычного красного светодиода. Другие различаются). Правильно? Давайте просто пропустим тонну тока, и у нас будут сверхъяркие светодиоды! Ну… на самом деле светодиод способен выдерживать только определенное количество тока. Добавьте намного больше, чем это номинальное количество, и волшебный дым начнет просачиваться: (Итак, мы добавляем токоограничивающий резистор последовательно со светодиодом, что решает проблему. Для нашей схемы у нас будет 4 светодиода в Параллельно. У нас есть два варианта для наших последовательных резисторов: Вариант 1 - Поместите резистор последовательно с каждым светодиодом С помощью этого варианта мы обрабатываем каждый светодиод отдельно. Чтобы определить номинал последовательного резистора, мы можем просто использовать формулу: (V_s - V_d) / I = RV_s = напряжение источника (в этом случае мы используем две батареи AA последовательно, что составляет 3 вольта) V_d = падение напряжения на нашем светодиоде (мы рассчитываем около 1,7 вольт) I = ток мы хотим пройти через наш светодиод в AmpsR = Resistance (значение, которое мы хотим найти) Итак, мы получаем: (3 - 1,7) / 0,02 = 65 Ом 65 Ом - не очень стандартное значение, поэтому мы будем использовать следующий размер больше, что составляет 68 Ом. PROS: каждый резистор имеет меньше рассеиваемой мощности. CONS: мы должны использовать резистор для КАЖДОГО светодиода. Я проверил это значение следующим образом. и определил, что каждая составляла около 85 Ом. Добавив это к значению резистора, мы получим около 150 Ом на каждом из 4 параллельных узлов. Общее параллельное сопротивление составляет 37,5 Ом (помните, что сопротивление параллельно ниже, чем сопротивление любого отдельного узла). Поскольку I = E / R, мы можем определить, что 3 В / 37,5 Ом = 80 мА. Разделите это значение на наши 4 узла, и мы увидим, что мы получаем около 20 мА через каждый, что нам и нужно. Вариант 2 - последовательно подключите резистор ко всей группе из 4 параллельных светодиодов. С помощью этого варианта мы будем обрабатывать все светодиоды вместе. Чтобы определить номинал последовательного резистора, нам нужно проделать немного больше работы. На этот раз, используя то же значение 85 Ом на светодиод, мы берем общее параллельное сопротивление наших светодиодов (без дополнительных резисторов) и получаем 22,75 Ом. На данный момент мы знаем требуемый ток (2 мА), напряжение источника (3 В) и сопротивление наших светодиодов в параллелях (22,75 Ом). Мы хотим знать, насколько больше сопротивления необходимо, чтобы получить необходимое нам значение тока. Для этого мы используем немного алгебры: V_s / (R_l + R_r) = IV_s = напряжение источника (3 вольта) R_l = сопротивление светодиода (22,75 Ом) R_r = значение последовательного резистора, которое неизвестно I = желаемый ток (0,02A) или 20 мА) Итак, вставив наши значения, мы получим: 3 / (22,75 + R_r) = 0,02 или, используя алгебру: (3 / 0,02) - 22,75 = R_r = 127,25 Ом. Итак, мы можем поставить один резистор примерно 127 Ом. ПЛЮСЫ: Нам нужен только один резистор Минусы: Этот один резистор рассеивает больше мощности, чем предыдущий вариант Для этого проекта я выбрал вариант 2 просто потому, что я хотел, чтобы все было проще, и 4 резистора, на которых будет работать один, кажется глупым.

Шаг 3: мигание нескольких светодиодов

На данный момент у нас есть последовательное сопротивление, теперь мы можем мигать несколькими светодиодами одновременно, используя нашу оригинальную схему таймера, просто заменив один светодиод и последовательный резистор нашим новым последовательным резистором и набором из 4 параллельных светодиодов. Увидим схему того, что у нас есть на данный момент. Он выглядит немного иначе, чем схема на исходной ссылке, но в основном это просто внешний вид. Единственная реальная разница между схемой на https://www.satcure-focus.com/tutor/page11.htm и схемой на этом этапе - это значение сопротивления токоограничивающего резистора и тот факт, что теперь у нас есть 4 Светодиоды подключены параллельно, а не один. У меня не было резистора на 127 Ом, поэтому я использовал то, что у меня было. Обычно мы предпочитаем приближаться вверх, выбирая следующее по величине значение резистора, чтобы гарантировать, что мы не пропускаем слишком большой ток, но мой следующий ближайший резистор был НАМНОГО больше, поэтому я выбрал резистор немного ниже нашего расчетного значения:(Мы делаем успехи, но у нас все еще есть только несколько мигающих огней. На следующем шаге мы заставим их выключаться при дневном свете!

Шаг 4: делаем ночник

Хватит простого моргания! Мы хотим, чтобы он работал ночью и не работал днем!

Хорошо, давай сделаем это. Для этого шага нам понадобится еще несколько компонентов: - Фоторезистор (иногда также называемый опторезистором) - Транзистор NPN (подойдет почти любой. Я даже не могу прочитать этикетку на том, который я выбрал, но я смог определить это NPN) - Резистор Фоторезистор - это просто резистор, который меняет свое значение в зависимости от количества приложенного света. В более высоких настройках сопротивление будет ниже, а в темноте сопротивление будет выше. Для фоторезистора, который у меня есть, сопротивление дневного света составляет около 500 Ом, в то время как сопротивление в темноте - около 60 кОм, довольно большая разница! Транзистор - это устройство, управляемое током, что означает, что для его правильной работы необходимо приложить определенное количество тока. Для этого проекта подойдет практически любой NPN-транзистор общего назначения. Некоторые из них будут работать лучше, чем другие, в зависимости от количества тока, необходимого для управления транзистором, но если вы найдете NPN, все будет в порядке. В транзисторах три контакта: база, эмиттер и коллектор. В случае NPN-транзистора базовый вывод должен быть более положительным, чем эмиттер, чтобы транзистор работал. Общая идея здесь заключается в том, что мы хотим использовать сопротивление фоторезистора для регулировки допустимого тока, протекающего через светодиоды. Поскольку мы не знаем точного тока, необходимого для нашего транзистора, и поскольку вы можете использовать другой фоторезистор, чем я, значение вашего резистора на этом этапе (R4 на рисунке ниже) может отличаться от моего. Вот тут-то и пригодятся эксперименты. 16k было почти идеальным для меня, но для вашей схемы может потребоваться другое значение. Если вы посмотрите на схему, вы увидите, что по мере изменения значения сопротивления фоторезистора изменяется и ток через базовый вывод. В темноте значение сопротивления очень велико, поэтому большая часть тока, поступающего от V + на таймере 555 (V + - положительное напряжение), идет как непосредственно на базу транзистора, обеспечивая его работоспособность, так и на светодиоды. В более легких условиях пониженное значение сопротивления фоторезистора позволяет большей части этого тока переходить с V + на таймере непосредственно на DIS. Из-за этого не хватает тока для управления транзистором и светодиодами, поэтому вы не видите мигающих огней. Далее мы увидим схему в действии!

Шаг 5: свет (или нет), камера, действие

Вот полученная схема, наскоро сделанная на макетной плате. Это неряшливо и некрасиво, но мне все равно. Схема работала в точности так, как было задумано. Обратите внимание, что исходная схема, которую мы использовали, включает танталовый конденсатор емкостью 2,2 мкФ. У меня не было такого под рукой, и я использовал вместо него электролитический конденсатор, и он работал нормально. На видео вы заметите, что рабочий цикл составляет около 90% (индикаторы горят 90% времени и мигают. выкл в 10% случаев). Это связано с внешними компонентами (резисторами и конденсаторами), подключенными к таймеру 555. Если вы заинтересованы в изменении рабочего цикла, просмотрите ссылки, которые я предоставил ранее. Если есть интерес, я напишу по нему инструкцию. Надеюсь, что это руководство было полезно. Не стесняйтесь вносить любые исправления или задавать любые вопросы. Буду рад помочь, где смогу.