Detektor poziomu światła LDR: otwieranie i zamykanie oczu: 6 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Witam wszystkich, mam nadzieję, że ta instrukcja przypadnie Wam do gustu. Wszelkie wątpliwości, uwagi lub poprawki zostaną dobrze przyjęte.

Obwód ten zrealizowano jako moduł sterujący dostarczający informacji o ilości światła w otoczeniu, aby sterować otwieraniem oczu za pomocą serwomotoru.

Układ ten posiada 4 wyjścia, które dają 5V lub 0V każde w zależności od natężenia padającego światła. Zakładając, że mamy intensywność mierzoną w procentach, będziemy mieli następujące przypadki:

• Gdy światło ma wartość od 0% do 20%, 4 wyjścia dadzą 0V
• Gdy światło ma wartość między 20% a 40%, pierwsze wyjście da 5V, a pozostałe 0V
• Gdy światło ma wartość od 40% do 60%, pierwsze dwa wyjścia dadzą 5V, a pozostałe 0V
• Gdy światło jest między 60% a 80%, pierwsze trzy wyjścia dadzą 5V, a ostatnie 0V
• Gdy światło jest między 80% a 100%, 4 wyjścia dadzą 5V

Uwaga: te wartości procentowe są tylko przykładem do zapisania wyjaśnień. W kolejnych krokach wyjaśniono, jak to skalibrować

Znając warunki robi się program w Arduino z tymi 4 wejściami, a jako wyjście otrzymamy sygnał PWM wysłany do serwomechanizmu, który będzie sterował mechanizmem otwierania oczu.

Kieszonkowe dzieci

Czego będziesz potrzebować?

(obwód rzeczy)

• 1 LM324
• 1 płyta prototypowa
• 6 rezystorów przycinających (10 kOhm każdy) 1 LDR (rezystor zależny od światła)
• Niektóre przewody połączeniowe do płytek stykowych lub po prostu drut i szczypce do cięcia
• 1 serwomotor
• Woltomierz

(głowa i mechanizm rzeczy)

• Kreatywność (najważniejsza)
• Pianka na głowę
• Karton
• Klej
• Drewniane patyki
• Kolejne rzeczy, które pomogą Ci uczynić go bardziej estetycznym

(opcjonalny)

• Stacja spawalnicza lub lutownica
• Lut cynowy
• Płytka o wymiarach 5x5 punktów

Krok 1: Planowanie naszego obwodu

Przede wszystkim musimy mieć wszystkie komponenty przed wykonaniem mechanizmu.

Ważne jest, aby wiedzieć, że jeśli nie otrzymasz dokładnych komponentów, możesz użyć alternatyw, może nie otrzymasz trymerów o dokładnej wartości, ale to nie ma znaczenia: użyjesz trymerów jako dzielnika napięcia, więc jeśli masz wartość między 10kΩ a 100kΩ, możesz jej użyć. Lub jeśli nie dostaniesz LM324, możesz użyć MC34074 (na przykład jest ich dużo), jedynym wymaganiem jest posiadanie 4 wzmacniaczy operacyjnych, które mogą korzystać z niesymetrycznego zasilania 5 V (źródło zasilania arduino 5 V).

Biorąc to pod uwagę, zacznijmy.

Krok 2: Montaż obwodu

Do stworzenia modułu mamy następujący schemat ideowy oraz schemat LM324

Każda liczba między opampami reprezentuje numer pinu LM324, więc piny o tym samym numerze IN THE OPAMPS są wspólnymi węzłami.

UWAGA: na górze znajduje się nagłówek reprezentujący połączenia zewnętrzne, czyli połączenia z Arduino UNO. Nie mylić pinów nagłówka o nazwie J1 z pinami LM324.

Tutaj masz dwie opcje:

1. Zrób to w prototypowej płycie. To najłatwiejszy sposób na montaż i testowanie, ale projekt wcale nie jest najlepszy.
2. Użyj płyty perforowanej (zwanej również DOT PCB). Ta opcja daje możliwość zmniejszenia obwodu do kwadratu 5x5cm (tylko moduł), ale musisz spawać. Jeśli jesteś osobą niepełnoletnią, poproś o pomoc osobę dorosłą.

Na trzecim zdjęciu jest to obwód zmontowany na płycie prototypowej.

Na zdjęciach 4 i 5 stóp montuje się ten sam obwód, ale na płycie perforowanej.

Na szóstym zdjęciu obwód jest kompletny.

Podsumowując, układ będzie miał 4 wyjścia. Wyjścia te będą używane do połączenia z Arduino UNO.

Krok 3: Skalibruj obwód

Po zmontowaniu musimy podłączyć nasz obwód i sprawdzić napięcie, jakie daje każdy rezystancja trymera: musimy ustawić odpowiednio 0.5V, 1V, 1.5V i 2V na RV1, RV2, RV3 i RV4.

Aby to zrobić, musisz zasilić obwód 5V i GND arduino i zmierzyć każde napięcie w trymerze. Woltomierz podłączasz między środkowy pin trymera (jeden po drugim) i do GND. Następnie obracasz trymerem, aż uzyskasz pożądane napięcie.

Twój woltomierz ma 2 kable, jeden czerwony i jeden czarny.

1. Umieść czarny kabel w węźle GND.
2. Włóż czerwony kabel do trzeciego pinu LM324. Obracaj trymer, aż będzie miał 0,5V.
3. Zmień czerwony kabel na 5. pin LM324. Obracaj trymer, aż osiągnie 1V.
4. Zmień czerwony kabel na 10. pin LM324. Obracaj trymer, aż będzie miał 1,5 V
5. Zmień czerwony kabel na 12. pin LM324. Obracaj trymer, aż osiągnie 2V.

Wszystkie te kroki należy wykonać ze wszystkimi podłączonymi (Arduino i wykonanym przez nas układem).

Może będziesz potrzebować więcej niż 2 rąk, w razie potrzeby poproś o pomoc kogoś innego.

Piąty trymer służy jako kalibrator czułości (ten, który znajduje się pomiędzy LDR, czyli ten o nazwie RV5)

Jak widać, na filmie jest test z wyjściami, użyłem zielonych diod, aby zrobić to bardziej pouczająco i łatwo docenić (przyłożyłem rękę bliżej, aby zablokować światło, a obwód powoduje, że diody się wyłączają lub obracają w zależności od padającego światła).

Krok 4: Montaż serwomotoru

Tutaj musisz wysadzić głowę: musisz umieścić oczy w mechanizmie, który może otwierać i zamykać oko, symulując powiekę.

Na pierwszym zdjęciu widzisz prawdziwy model wdrożony przeze mnie.

na drugim rysunku znajduje się rysunek przedstawiający podstawowy mechanizm.

Do wykonania mechanizmu użyj piankowej głowicy, drewnianych patyczków i kleju.

Jak widać na trzecim zdjęciu, LDR jest w nosie

Krok 5: Kodowanie

Na koniec musisz podłączyć obwód do pinów 3, 4, 5 i 6 Arduino, a serwomechanizm zostanie podłączony do 9 pinu.

Kod znajduje się poniżej. Zawiera komentarze wyjaśniające każdą ważną sekcję.

Krok 6: Ciesz się

Powiększaj i oddalaj swoje światło do LDR, aby docenić zmiany w oczach.

Dzięki za oglądanie. Mam nadzieję, że to lubisz.