Infastiditore attivato a infrarossi: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Un dispositivo popolare da costruire quando si impara per la prima volta a costruire circuiti è un altoparlante a corrente alternata che produce un rumore terribile. Comprensibilmente, questo diventa abbastanza divertente da usare quando ti piace irritare gli altri con detto rumore. Sfortunatamente, tuttavia, l'uso di questo altoparlante è alquanto limitato: l'unico modo per attivare l'uscita è collegare o scollegare la sorgente di tensione ed è necessaria una tensione CA di qualche tipo (l'altoparlante non viene attivato da una batteria CC). Per ottenere una tensione CA da una semplice batteria CC, possiamo utilizzare un timer 555, il cui scopo è emettere una frequenza CA in base a quali resistori sono collegati ai suoi terminali. Per aggiungere ancora più versatilità a questo fastidioso strumento, le resistenze possono essere sostituite da potenziometri, che possono essere regolati per alterare a piacimento la frequenza di uscita. Un modo convenzionale per attivare l'uscita consiste nell'utilizzare un interruttore a scorrimento; tuttavia, poiché non siamo convenzionali, utilizzeremo qualcosa chiamato sensore di movimento PIR (Passive InfraRed). Il sensore rileva i cambiamenti nella quantità di radiazione infrarossa (emessa dall'uomo) che riceve. Ciò consentirà all'oratore di urlare inaspettatamente a qualcuno quando cammina davanti al circuito. Oltre ad essere un progetto divertente da costruire e con cui infastidire gli altri, costruire e utilizzare questo circuito dovrebbe aiutare a migliorare la comprensione dei circuiti e del loro funzionamento. Durante la costruzione di questo circuito, ho imparato molto sul sensore di movimento PIR e su come usarlo correttamente (attraverso tentativi ed errori). Inoltre, il suo utilizzo dovrebbe migliorare la tua comprensione dei timer 555, grazie alla possibilità di osservare come l'uscita viene influenzata quando i potenziometri vengono regolati. Devo dire che sono anche piuttosto impressionato dall'elevato fattore di disturbo dell'uscita, con la sua capacità di creare un ampio spettro di rumori orrendi in base alle impostazioni dei potenziometri, da uno stridio acuto a un ronzio abrasivo (o forse una combinazione dei due).

Passaggio 1: materiali

Un mucchio di fili

1 555 timer

1 transistor NPN

1 sensore PIR (https://www.amazon.com/DIYmall-HC-SR501-Motion-Infrared-Arduino/dp/B012ZZ4LPM?keywords=pir+sensor&qid=1540494572&sr=8-2-spons&ref=sr_1_2_sspa&psc=1 è quello Ero solito)

2 potenziometri

Condensatore da 1,01 uF

1 condensatore da 1 uF

1 condensatore da 100 uF

1 altoparlante da 8 ohm

Passaggio 2: assemblaggio

Questo circuito è relativamente semplice da assemblare, con un solo vero espediente. Impostiamo un timer 555 in modalità astabile, con due potenziometri collegati (nello schema, questi sono i resistori con i tergicristalli/frecce accanto). Ciò significa che il timer emetterà un segnale costante quando viene data una certa resistenza. Quando i potenziometri vengono ruotati per applicare più resistenza, la frequenza dell'uscita. L'NPN funge da interruttore in questo circuito, con lo scopo di proteggere il circuito da troppa corrente, che può danneggiare i componenti. Usiamo un transistor invece di un resistore perché un resistore farà scendere troppa tensione e impedirà la produzione di un rumore udibile (questo perché l'uscita del PIR non è così alta). Il PIR stesso è la parte difficile, poiché i pin non sono etichettati ed è molto difficile connettersi a una breadboard con i pin del PIR. Se il tuo PIR è come quello che ho in questa immagine (probabilmente, poiché i PIR sono abbastanza standardizzati), il terminale positivo (Vcc) è il pin accanto al diodo (la piccola struttura cilindrica arancione), con il pin negativo (massa) all'estremità opposta e il pin di uscita al centro. In caso contrario, potrebbe essere necessario trovare una scheda tecnica o un tutorial sul tuo particolare tipo di sensore. Per collegare il pin, consiglio di collegare i cavi jumper ai pin, in quanto consente ai pin di funzionare come fili e di essere facilmente collegati alla breadboard.

Passaggio 3: operazione

Il funzionamento del circuito è abbastanza semplice per la maggior parte. L'altoparlante emetterà un segnale acustico all'inizio quando viene acceso (questo è del tutto normale). Agitando la mano o camminando davanti al sensore aumenterà la quantità di radiazione infrarossa rilevata dal sensore, emettendo un breve segnale ed emettendo un suono fastidioso. La frequenza del segnale di uscita può essere modificata ruotando il potenziometro. Per un potenziometro rotativo, la resistenza aumenterà quando il potenziometro viene ruotato in senso antiorario; poiché il timer 555 è in modalità astabile, ciò significa che la frequenza aumenterà ruotando il potenziometro in senso orario (poiché le resistenze collegate sono inversamente proporzionali alla frequenza di uscita). Anche il potenziometro collegato alla soglia influirà sulla frequenza circa il doppio di quello collegato alla sorgente di tensione. Gli altri parametri del circuito modificabili sono il tempo di attivazione e la sensibilità del circuito; questi sono comandati dalle due manopole arancioni del sensore, che possono essere modificate ruotandole con un cacciavite. La manopola a sinistra (nella vista sopra) controlla il ritardo: per quanto tempo il PIR emetterà un segnale dopo che è stato attivato. Ruotando la manopola in senso orario si aumenterà il ritardo mentre ruotandola in senso antiorario si diminuirà il ritardo (circa 3s minimo e 5s massimo). La manopola a destra regola la sensibilità ai cambiamenti nella radiazione IR aumentando e diminuendo l'intervallo entro il quale controlla i cambiamenti nell'infrarosso. Ruotando la manopola della sensibilità in senso orario si diminuirà la sensibilità mentre ruotandola in senso antiorario la aumenterà (per valori esatti, la portata minima è di circa 3 m mentre quella massima è di circa 7 m). Per maggiori dettagli sul funzionamento, controlla questo link:

Passaggio 4: risoluzione dei problemi (la parte divertente…)

Ecco alcuni problemi comuni (tutti che ho riscontrato personalmente) che potrebbero impedire ad altri di voler distruggere questo circuito:

1. Se l'altoparlante non funziona:

-Ricollegare la sorgente di tensione al PIR e attendere circa 30 secondi. Il PIR deve stabilizzarsi un po' e "sentire" l'area circostante (rilevando la temperatura locale, la quantità di radiazioni IR, ecc.) prima di poter funzionare correttamente.

-Controlla che i pin del sensore PIR non siano rotti (è improbabile che ti succeda poiché ti ho detto di usare i cavi jumper; la prima volta, ho tentato di collegare il PIR alla breadboard piegando i pin, ma questo non ha funzionato così bene).

2. Se l'altoparlante emette un segnale costante invece di essere attivato dagli infrarossi:

-Controllare la presenza di interruzioni nel filo tra il PIR e la base del transistor. Ciò può causare l'interruzione completa del PIR dal circuito.

3. L'altoparlante funziona, ma sembra che si spenga in momenti casuali:

-Probabilmente ti trovi in una stanza relativamente affollata e trafficata, il che causa frequenti cambiamenti nella quantità di infrarossi termici che il sensore può ricevere. Prova a regolare la manopola della sensibilità (la manopola arancione opposta ai pin, non quella opposta al diodo) con un cacciavite (ruotandola in senso antiorario la renderà meno sensibile). In generale, tuttavia, questo circuito funziona in modo più efficace in aree tranquille e vuote in cui qualcuno passa per caso e si chiede cosa sia quel suono strano.

Se nessuno di questi problemi è stato riscontrato, probabilmente è un componente rotto o un filo da qualche parte. L'unica opzione è testare diversi componenti per vedere se funzionano come necessario e sostituirli in caso contrario. Assicurati che il transistor funzioni in particolare poiché i suoi pin possono essere piuttosto fragili e soggetti a danni se sono stati piegati troppo.