GoodNightLight: Sirkuit Lampu Malam Sederhana: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Oleh oholettIkuti Lainnya oleh penulis:

Tentang: Mahasiswa pascasarjana di Universitas Purdue, insinyur biomedis, penggemar elektronik, pendidik, mencoba belajar sedikit tentang teknik dan pemrograman Lebih lanjut Tentang oholett »

Hai semua, saya mengajar kursus Bioinstrumentasi untuk siswa sekolah menengah di musim dingin sebagai bagian dari Purdue GERI (Lembaga Sumber Daya Pendidikan Berbakat). Dalam kursus ini, saya memperkenalkan siswa pada dasar-dasar rangkaian dan bagaimana kita menggunakan rangkaian dalam Teknik Biomedis. Saya telah menemukan bahwa lampu malam adalah sirkuit pengantar yang baik untuk siswa yang belajar tentang elektronik. Ini mencakup beberapa komponen dasar seperti resistor dan LED. Ini juga mencakup komponen yang lebih menengah, yaitu penguat operasional dan sensor yang berguna, yaitu fotoresistor. Mekanisme sirkuit menunjukkan kepada siswa bagaimana kita dapat menggunakan sirkuit untuk berinteraksi dengan dunia luar dan menghasilkan semacam output. Dalam hal ini, lampu malam menyala saat tingkat cahaya sekitar berkurang dan mati saat tingkat cahaya sekitar meningkat. Semua orang suka melihat LED menyala dan mati secara otomatis. Saya memberi tahu orang tua bahwa saya akan memposting berbagai pelajaran online (dan saya ketinggalan beberapa bulan di belakang o_O) jadi ini dia yang pertama! Semoga Anda menikmati Instruksi saya untuk GoodNightLight.

Langkah 1: Photoresistor atau Light-Dependent Resistor (LDR)

Fotoresistor adalah komponen sederhana yang mengubah resistansi dengan cahaya yang datang. Resistor mengandung bahan fotosensitif yang menyebabkan resistansi bahan berkurang dengan bertambahnya cahaya (lebih banyak cahaya). Sebaliknya, resistansi material meningkat dengan berkurangnya cahaya (semakin gelap). Fotosensor bertanggung jawab untuk mendeteksi perubahan dalam cahaya sekitar, yang akan mengaktifkan cahaya malam. Jangan ragu untuk mengukur resistansi fotoresistor dengan multimeter untuk melihat bagaimana resistansi berubah saat Anda menutupi dan membuka fotoresistor dengan jari Anda atau benda buram lainnya.

Langkah 2: Pembagi Tegangan

Pembagi tegangan adalah cara sederhana untuk berinteraksi dengan transduser resistif, yang merupakan komponen yang menerjemahkan satu bentuk energi menjadi resistansi. Di sirkuit ini, transduser resistif kami adalah fotoresistor kami. Sebuah pembagi tegangan terdiri dari dua resistor secara seri (dihubungkan satu demi satu). Sumber tegangan, seperti baterai, dihubungkan ke salah satu resistor di pembagi dan resistor lainnya terhubung ke ground. Persamaan untuk pembagi tegangan adalah sebagai berikut: Vout = Vin*R2 / (R2 + R1)

Seperti yang dapat kita lihat dari persamaan, R1 dan R2 secara langsung menentukan output dari pembagi tegangan. Memeriksa persamaan sedikit lebih jauh, kita melihat bahwa ketika R2 meningkat, Vout semakin dekat ke Vin. Kami menyebutkan pada langkah kami sebelumnya bahwa resistansi fotoresistor meningkat dengan berkurangnya cahaya sekitar. Kami akan menempatkan fotoresistor kami di posisi R2 dari pembagi tegangan ini.

Langkah 3: Komparator dan Output LED

Komparator adalah rangkaian sederhana yang membandingkan dua tegangan. Jika tegangan pada input non-inverting (input op amp bertanda "+") lebih besar dari tegangan pada input pembalik (input op amp bertanda "-"), output dari komparator akan menyalakan LED. Jika sebaliknya, output komparator akan mematikan LED. Jika Anda belum pernah menggunakan LED sebelumnya, ketahuilah bahwa LED akan menyala ketika arus kecil melewatinya. Pelajari lebih lanjut tentang LED dari Instructable yang luar biasa ini.

Untuk komparator kami, kami akan menggunakan amplifier LM324. LM324 adalah amplifier quad, artinya memiliki 4 amplifier yang terpasang dalam satu paket. Kami hanya membutuhkan satu dari 4 amplifier. Hubungkan LM324 seperti yang ditunjukkan dalam skema.

Langkah 4: Kesimpulan dan Pemikiran Akhir

Dalam instruksi ini, saya telah mendemonstrasikan hanya menyalakan LED dengan mengubah jumlah cahaya sekitar. Silakan gunakan kreativitas Anda untuk mengubahnya menjadi "lampu malam" yang nyata.

Langkah 5: Pemecahan Masalah

1. Dalam Instruksi ini, saya merekomendasikan untuk menambahkan resistor 10k secara seri dengan fotoresistor Anda. Bergantung pada resistansi "nominal" fotoresistor Anda, Anda mungkin perlu mengubah resistor 10k menjadi yang lain. Saya akan merekomendasikan mengukur resistansi fotoresistor dengan multimeter Anda ketika fotoresistor Anda terkena ambient dan ketika sensor ditutupi oleh beberapa benda asing. Anda ingin memilih resistor seri yang lebih besar dari resistansi fotoresistor saat terkena cahaya sekitar, tetapi lebih kecil dari resistansi fotoresistor saat ditutup. Misalnya, untuk fotoresistor yang saya gunakan, resistansinya saat terkena cahaya sekitar sekitar 8k. Ketika saya menutupi fotoresistor dengan jari saya, resistansinya meningkat menjadi 48k.

2. Pastikan bahwa Anda menghubungkan pembagi tegangan ke input op amp yang benar. Perhatikan koneksi pada Langkah 3.

3. Waspadalah terhadap polaritas LED. Kaki yang lebih pendek adalah "negatif" dan harus terhubung ke ground.