Luce notturna lampeggiante (su richiesta): 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

L'utente di Instructables Pagemaker ha fornito un collegamento a un circuito lampeggiante generico utilizzando un timer 555 e ha richiesto informazioni su come incorporare una fotoresistenza per consentire al circuito di spegnersi alla luce del giorno. Inoltre, Pagemaker voleva utilizzare più di un LED. Il suo messaggio originale è QUI. Questo istruibile ti mostrerà come fare proprio questo.

Passaggio 1: guardare il circuito 555 iniziale

Il primo passo per creare la luce notturna lampeggiante è stato analizzare il circuito originale, che può essere trovato qui. Esistono numerosi siti Web che ti insegneranno tutto ciò che devi sapere sui timer 555, quindi lo lascerò ad altri. Ecco due dei miei siti preferiti personali sui timer 555 che ti aiuteranno a iniziare: https://www.uoguelph.ca/~antoon/gadgets/555/555.htmlhttps://home.maine.rr.com/randylinscott /learn.htmFondamentalmente, a seconda di quali componenti esterni (resistenze e condensatori) utilizziamo, possiamo modificare la frequenza di lampeggio.

Passaggio 2: calcolo del valore di resistenza desiderato per i nostri LED

I LED sono azionati dalla corrente. Richiedono una corrente per funzionare. Il LED rosso medio ha una corrente operativa normale di circa 20 mA, quindi è un buon punto di partenza. Poiché sono azionati dalla corrente, la luminosità del LED dipende dalla quantità di flusso di corrente e non dalla caduta di tensione attraverso il LED (che è di circa 1,5-1,7 volt per il LED rosso medio. Gli altri variano). Sembra fantastico, Giusto? Facciamo passare una tonnellata di corrente e avremo LED super luminosi! Beh… in realtà, un LED è in grado di gestire solo una certa quantità di corrente. Aggiungi molto più di quella quantità nominale e il fumo magico inizia a fuoriuscire: (quindi quello che facciamo è aggiungere un resistore di limitazione della corrente in serie con il LED, che risolve il problema. Per il nostro circuito, avremo 4 LED in parallelo. Abbiamo due opzioni per i nostri resistori in serie:Opzione 1 - Posiziona un resistore in serie con ciascun LEDCon questa opzione, trattiamo ciascun LED separatamente. Per determinare il valore del resistore in serie, possiamo semplicemente usare la formula:(V_s - V_d) / I = RV_s = Tensione sorgente (In questo caso stiamo usando due batterie AA in serie, che è 3 volt) V_d = La caduta di tensione attraverso il nostro LED (Stiamo calcolando circa 1,7 volt) I = La corrente vogliamo passare attraverso il nostro LED in AmpR = Resistenza (il valore che vogliamo trovare) Quindi, otteniamo: (3 - 1,7) / 0,02 = 65Ω65 ohm non è un valore molto standard, quindi useremo la dimensione successiva, che è 68 ohm. PRO: ogni resistore ha meno potenza da dissipare CONTRO: dobbiamo usare un resistore per OGNI LEDI controllato questo valore nel modo seguente: ho misurato ogni LED per resistere ance, e determinato che ciascuno era di circa 85 ohm. Aggiungendolo al valore del resistore si ottengono circa 150 ohm su ciascuno dei 4 nodi paralleli. La resistenza totale in parallelo è di 37,5 ohm (ricorda che la resistenza in parallelo è inferiore alla resistenza di ogni singolo nodo). Poiché I = E/R possiamo determinare che 3V / 37,5Ω = 80mADdividere quel valore per i nostri 4 nodi e vediamo che stiamo ricevendo circa 20 mA attraverso ciascuno, che è quello che vogliamo. Opzione 2 - Posiziona un resistore in serie con l'intero gruppo di 4 LED paralleli Con questa opzione, tratteremo tutti i LED insieme. Per determinare il valore del resistore in serie, dobbiamo lavorare un po' di più. Questa volta, utilizzando lo stesso valore di 85Ω per LED, prendiamo la resistenza in parallelo totale dei nostri LED (senza resistori aggiuntivi) e otteniamo 22,75Ω. A questo punto, conosciamo la corrente che vogliamo (2mA), la tensione della sorgente (3V) e la resistenza dei nostri LED in parallelo (22,75Ω). Vogliamo sapere quanta più resistenza è necessaria per ottenere il valore di corrente di cui abbiamo bisogno. Per fare ciò, usiamo un po' di algebra:V_s / (R_l + R_r) = IV_s = Tensione sorgente (3 Volt)R_l = Resistenza LED (22,75Ω)R_r = Valore del resistore in serie, sconosciutoI = Corrente desiderata (0,02A o 20 mA) Quindi, inserendo i nostri valori, otteniamo: 3 / (22,75 + R_r) = 0,02 Oppure, utilizzando l'algebra: (3 / 0,02) - 22,75 = R_r = 127,25 Quindi, possiamo inserire un singolo resistore di circa 127 in serie con i nostri LED e saremo impostati. PRO: abbiamo bisogno di un solo resistore CONTRO: quel resistore sta dissipando più potenza rispetto all'opzione precedente Per questo progetto, sono andato con l'opzione 2, semplicemente perché volevo mantenere le cose semplici e 4 resistori dove uno funzionerà sembra sciocco.

Passaggio 3: lampeggio di diversi LED

A questo punto, abbiamo la nostra resistenza in serie, ora possiamo far lampeggiare più LED contemporaneamente usando il nostro circuito timer originale, semplicemente sostituendo il singolo LED e il resistore in serie con il nostro nuovo resistore in serie e un set di 4 LED paralleli. Vedremo uno schema di quello che abbiamo ottenuto finora. Sembra un po' diverso dal circuito sul collegamento originale, ma sono per lo più solo apparenze. L'unica vera differenza tra il circuito su https://www.satcure-focus.com/tutor/page11.htm e quello in questo passaggio sono il valore di resistenza per il resistore di limitazione di corrente e il fatto che ora abbiamo 4 LED in parallelo, piuttosto che un solo LED. Non avevo un resistore da 127 ohm, quindi ho usato quello che avevo. Normalmente preferiremmo approssimarci verso l'alto, selezionando il valore del resistore successivo più grande per assicurarci di non far passare troppa corrente, ma il mio resistore successivo più vicino era MOLTO più grande, quindi ho scelto un resistore leggermente al di sotto del nostro valore calcolato: (Stiamo facendo progressi, ma abbiamo ancora solo un mucchio di luci lampeggianti. Nel prossimo passaggio, lo faremo spegnere alla luce del giorno!

Passaggio 4: trasformarlo in una luce notturna

Basta con il semplice lampeggiare! Vogliamo che funzioni di notte e che stia fuori di giorno!

Va bene, facciamolo. Abbiamo bisogno di qualche altro componente per questo passaggio: - Una fotoresistenza (a volte chiamata anche optoresistore) - Un transistor NPN (la maggior parte va bene. Non riesco nemmeno a leggere l'etichetta su quella che ho scelto, ma sono stato in grado di determinare è NPN) - Un resistore Un fotoresistore è semplicemente un resistore che cambia il suo valore a seconda di quanta luce viene applicata. In un ambiente più ampio, la resistenza sarà inferiore, mentre al buio la resistenza sarà maggiore. Per la fotoresistenza che ho a portata di mano, la resistenza alla luce del giorno è di circa 500©, mentre la resistenza al buio è di quasi 60ké, una differenza abbastanza grande! Un transistor è un dispositivo guidato dalla corrente, il che significa che per funzionare correttamente deve essere applicata una certa quantità di corrente. Per questo progetto, andrà bene quasi qualsiasi transistor NPN per uso generale. Alcuni funzioneranno meglio di altri, a seconda della quantità di corrente richiesta per pilotare il transistor, ma se trovi un NPN, dovresti essere a posto. Nei transistor ci sono tre pin: la base, l'emettitore e il collettore. Con un transistor NPN, il pin di base deve essere posizionato più in posizione dell'emettitore affinché il transistor funzioni. L'idea generale qui è che vogliamo usare la resistenza della fotoresistenza per regolare la quantità di corrente che può fluire attraverso i LED. Poiché non conosciamo l'esatta corrente richiesta per il nostro transistor e poiché potresti utilizzare una fotoresistenza diversa dalla mia, il valore della tua resistenza in questo passaggio (R4 nell'immagine sotto) potrebbe essere diverso dal mio. È qui che entra in gioco la sperimentazione. 16k era quasi perfetto per me, ma il tuo circuito potrebbe richiedere un valore diverso. Se guardi lo schema, vedrai che quando il valore di resistenza della fotoresistenza cambia, cambia anche la corrente attraverso il pin di base. In condizioni di buio il valore della resistenza è molto alto, quindi la maggior parte della corrente proveniente da V+ sul Timer 555 (V+ è la tensione positiva) va sia direttamente alla base del transistor, rendendolo operativo, sia ai led. In condizioni più leggere, il valore ridotto della resistenza nella fotoresistenza consente a gran parte di quella corrente di passare da V+ sul timer direttamente a DIS. Per questo motivo, non c'è abbastanza corrente per pilotare il transistor e i LED, quindi non si vedono luci lampeggianti. Poi vedremo il circuito in azione!

Passaggio 5: luci (o meno), fotocamera, azione

Ecco il circuito risultante, realizzato in fretta e furia su una breadboard. È sciatto e brutto, ma non mi interessa. Il circuito ha funzionato esattamente come progettato. Noterai che il circuito originale da cui abbiamo lavorato elenca un condensatore al tantalio da 2.2uF. Non ne avevo uno a portata di mano e ho usato invece un condensatore elettrolitico, e ha funzionato bene. Noterai nel video che c'è un ciclo di lavoro di circa il 90% (le luci sono accese per il 90% del tempo e lampeggiano spento per il 10% del tempo). Ciò è dovuto ai componenti esterni (resistenze e condensatori) collegati al timer 555. Se sei interessato a modificare il ciclo di lavoro, consulta i link che ho fornito in precedenza. Se c'è interesse, scriverò un istruibile su di esso. Spero che questo istruttivo sia stato utile. Sentiti libero di apportare eventuali correzioni o di porre domande. Sarei felice di aiutare dove posso.