Lampione stradale automatico: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Un progetto semplice ma efficace in termini di risparmio energetico. Molte volte accade durante il giorno che i lampioni stradali vengono tenuti accesi fino a quando qualcuno non se ne accorge, portando così a un'enorme quantità di perdita di energia.

Elenco dei componenti hardware:

1) Resistenza dipendente dalla luce (LDR) - 8 mm

2) Transistor 2N2222 - Pacchetto metallico

3) Connettori a vite a 2 pin (PCB)

4) Connettore CC femmina

5) Cavi jumper maschio-maschio da 40 pin (2,54 mm)

6) Alimentazione 12V

7) Resistenza 100K

8) LED bianco di cappello di paglia super luminoso da 8 mm 0,75 W

9) Interruttore a scorrimento - Montaggio su PCB (passo 0,1 pollici)

10) Tagliere

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PCB punteggiato per uso generale

Strumenti (necessari solo se si realizza un circuito su PCB punteggiato anziché breadboard):

1) Soldron - Saldatore 25W 230V

2) Filo di saldatura

3) Spelafili e taglierina

Software utilizzato:

1. Proteus – per la simulazione di circuiti

2. Fritzing – per la progettazione di circuiti breadboard

Passaggio 1: fotoresistenza o resistenza dipendente dalla luce LDR

Una fotoresistenza o resistenza dipendente dalla luce LDR è un componente sensibile alla luce. Quando la luce cade su di essa, la resistenza cambia.

I valori di resistenza di un LDR o fotoresistenza cambiano a diversi Megaohm (MΩ) al buio e poi scendono a poche centinaia di ohm in piena luce. Con una così ampia variazione di resistenza, gli LDR sono facili da usare in molti circuiti applicativi. Qui useremo LDR per controllare automaticamente la demo Street Lights.

Passaggio 2: transistor

A differenza dei resistori, che impongono una relazione lineare tra tensione e corrente, i transistor sono dispositivi non lineari. Hanno quattro distinte modalità di funzionamento, che descrivono la corrente che scorre attraverso di loro. (Quando parliamo di flusso di corrente attraverso un transistor, di solito intendiamo la corrente che scorre dal collettore all'emettitore di un NPN.)

Le quattro modalità di funzionamento del transistor sono: Saturazione: il transistor si comporta come un cortocircuito o un interruttore chiuso. La corrente scorre liberamente dal collettore all'emettitore. Cut-off: il transistor si comporta come un circuito aperto o un interruttore aperto. Nessuna corrente scorre dal collettore all'emettitore. Attivo – La corrente dal collettore all'emettitore è proporzionale alla corrente che scorre nella base. Reverse-Active – Come la modalità attiva, la corrente è proporzionale alla corrente di base, ma scorre al contrario. La corrente scorre dall'emettitore al collettore (non esattamente lo scopo per cui sono stati progettati i transistor).

Qui in questa applicazione il transistor NPN 2n2222 verrà utilizzato nelle modalità di saturazione (interruttore chiuso) e di interruzione (interruttore aperto). Sono disponibili varianti di 2n2222 come forma plastica (TO-92) e metallo (TO-18). Ho usato uno in metallo poiché più capacità di gestione della corrente dal collettore all'emettitore (max. 800 mA).

Passaggio 3: schema elettrico

Passaggio 4: in presenza di luce

Quando c'è luce durante il giorno, la resistenza LDR diminuisce. Ciò rende la tensione alla base inferiore a 0,6 V e quindi il transistor si sposta in modalità Cut-off: nessuna corrente scorre dal collettore all'emettitore che funge da interruttore aperto.

Passaggio 5: durante l'assenza di luce

Quando l'intensità della luce inizia a diminuire, la resistenza LDR aumenta. Ciò rende la tensione alla base maggiore di 0,6 V e quindi il transistor si sposta in modalità Saturazione: la corrente scorre dal collettore all'emettitore fungendo da interruttore chiuso.

Passaggio 6: simulazione

Puoi scaricare ldr_streetLight. DSN fornito qui e aprirlo nel software proteus per simulare.

Passaggio 7: breadboard

Implementa il circuito sulla breadboard per testare o costruisci il circuito su PCB punteggiato

Passaggio 8:

Riferimenti:

en.wikipedia.org/wiki/Fotoresistenza

www.farnell.com/datasheets/296640.pdf

www.onsemi.com/pub/Collateral/P2N2222A-D. P…

en.wikipedia.org/wiki/Transistor

en.wikipedia.org/wiki/2N2222