양초는 오래 전부터 매우 유용했으며, 에디슨이 전구에 대한 아이디어를 내놓기 전부터 밤 동안 인간을 인도 해 왔습니다. 오늘날 교회에서 부엌에 이르기까지 양초는 필요할 때 빛을 제공 할뿐만 아니라 미적 감각을 더 해주고 따뜻한 느낌을주기 위해 사용됩니다. 일반 양초는 잘 작동하지만 꽤 빨리 녹아서 장소를 더럽게 만들고 때때로 방치하면 화재 위험이 발생할 수 있습니다. 따라서이 튜토리얼 에서는 간단한 전자 장치와 LED를 사용하여 불꽃없는 전자 양초 를 만들 것 입니다. 또한이 스마트 캔들은 밤이나 어두울 때 자동으로 켜지고 낮에는 꺼집니다. 이전에 많은 어둠 탐지기 회로에서 사용했던 것과 동일한 개념이 있습니다.
- 어둡고 밝은 표시기 회로
- LDR 및 555 타이머 IC를 사용하는 다크 검출기
- 간단한 열쇠 구멍 조명 장치 회로
- 자동 계단 조명
필요한 재료
- LM358 IC
- LDR (포토 저항기)
- 1M 및 1K 저항
- LED
- 10K 냄비
- 12V 암 DC 전원 잭 및 12V 어댑터
- 카드 시트 및 Perfboard
LM358 – 연산 증폭기 비교기
이 회로 뒤에있는 두뇌 는이 특정 설계에서 비교기 역할을하는 LM358 IC 입니다. 더 깊이 들어가기 전에 간단히 살펴 보겠습니다. LM358은 연산 증폭기 (Op Amp) IC입니다. 이 IC는 3.3V 에서 32V 사이의 전압을 견딜 수있는 두 개의 연산 증폭기로 구성되며 500μA 의 매우 낮은 공급 전류 드레인을 제공 합니다. IC는 내부적으로 아래 이미지와 같습니다.
일반적으로 간단한 비교기 및 증폭기 회로를 구축하는 데 사용되며 능동 필터 회로, 파형 형성기 등에서도 찾을 수 있습니다.이 프로젝트에서는 LM358을 전압 비교기로 사용할 것 입니다. 전압 비교기는 두 전압을 비교하고 다른 전압보다 큰 전압을 찾은 다음 그에 따라 출력을 높거나 낮게 설정하는 데 사용됩니다. 따라서 반전 및 비 반전 입력에 전압을 적용하고 비 반전 입력의 전압이 반전 입력의 전압보다 크면 출력이 높아지고 그 반대의 경우 출력이 낮아집니다. 이 프로젝트는 전적으로이 원칙에 따라 작동합니다. 전압 비교를위한 수식 으로 주어진다:
V OUT = A O (V 입력 + -V 입력 -)
여기서 A O 는 연산 증폭기의 개방 루프 이득입니다. V in + 는 비 반전 입력 단자 의 입력 전압 이고 V in- 는 반전 입력 단자의 입력 전압입니다. 따라서 V in + 가 V in- 보다 크면 출력이 높고 그렇지 않으면 낮습니다.
LDR
연산 증폭기가 우리 회로의 두뇌라면 LDR은 감각 기관입니다. LDR (Light Dependent Resistor) 또는 Photo 저항은 조명 제어 저항입니다. 그 저항은 광 강도의 증가와 함께 감소 하고 그 반대. 실제로 빛이 LDR에 입사하면 반도체가 빛의 광자를 흡수하고 결합 된 전자가 전도대로 점프하고 광전 도로 인해 저항이 감소합니다. LDR과 그 작동에 대해 자세히 알아 보려면 링크를 따르십시오.
회로도 및 설명
회로는 실제로 어렵지 않습니다. 전자 캔들에 대한 전체 회로도 가 아래에 나와 있습니다.
회로도에 표시된대로 1K 저항을 IC의 핀 1에 연결 한 다음 LED의 양극 끝을이 저항에 연결하고 음극을 접지에 연결합니다. 이제 10K 포트의 중간 핀을 IC의 핀 2에 연결하고 접지와 12V를 포트의 나머지 핀에 연결합니다. 1M 저항을 12V에 연결하고 LDR을이 저항과 직렬로 연결합니다. 이제 LDR의 다른 쪽 끝을 회로의 접지에 연결하십시오. LDR 및 1M 저항의 공통점을 IC의 핀 3에 연결합니다. 12V를 핀 8에 연결하고 접지를 IC의 핀 4에 연결하면 준비가 완료됩니다. 저항에 대해 매우 선택적으로 할 필요는 없습니다. 그러나 LDR에 연결된 저항이 메가 옴이고 LED가있는 저항이 수천인지 확인하십시오.
우리는 점선 보드에 완전한 회로를 구축하여 컴팩트하고 사용하기 쉽습니다. 정말 간단한 회로이므로 납땜 기술을 연마하고 설계를 시작하기 만하면됩니다. 먼저 12V 암 DC 전원 잭을 퍼프 보드에 장착합니다. 회로를 설계 할 때이 잭의 핀 구성을 기억하십시오. 아래 그림에 나와 있습니다.
연산 증폭기의 핀아웃은 이미 위에서 논의되었으며 저항과 LDR에는 극성이 없습니다. 납땜 작업이 완료되면 보드는 아래 그림과 같이 보일 것입니다.
스마트 전기 캔들-작동
퍼프 보드에 회로를 설계하고 납땜 한 후 12V 어댑터를 암 잭에 연결하면 LED가 빛나야합니다. 이제 비교기 를 보정 하려면 LED가 꺼지는 수준으로 10K 포트를 조정합니다. 이제 손으로 LDR을 가리면 LED가 켜지는 것을 볼 수 있습니다. 포트를 조정하여 LDR의 감도를 조정할 수 있습니다.
이제이 양초가 어떻게 작동하는지 이해합시다. 어둠 속에서 LDR의 저항은 메가 옴으로 증가하고 빛의 강도가 수백 옴으로 증가함에 따라 감소한다는 것을 이미 알고 있습니다. 따라서 저항이 매우 낮기 때문에 빛에서 비 반전 신호의 전압은 우리가 연결 한 10K 포트 때문에 반전 단자에 비해 매우 낮습니다. 따라서이 경우 출력 전압도 낮아 LED가 켜지지 않습니다. 그러나 어둠의 경우 저항이 메가 옴으로 증가하여 10K 포트에 비해 조용하므로 LED가 켜집니다.
냄비를 조정하면 감도가 조정됩니다. 감도 란 비교기가 LED를 켜는 빛의 강도를 의미합니다. LED가 켜지는 부분에 가깝게 냄비를 조정하면 미세한 어둠도 감지됩니다. 그러나 LED가 켜지 기 훨씬 전에 조정하면 어두운 곳만 감지 할 수 있습니다. LDR 앞에 손을 대어 감도를 테스트 할 수도 있습니다. 멀리있는 손을 감지하면 매우 민감하고 LED를 비추기 위해 가려야하는 경우에는 덜 민감합니다.
둘 이상의 LED를 사용하려는 경우 문제가되지 않습니다. 2 ~ 3 개의 LED를 직렬로 연결하고 마지막으로 단일 LED와 완벽 함을 연결하는 곳에 연결합니다. 그러나 비교기가 모든 LED에 전원을 공급할 수있는 충분한 전류를 공급할 수 있는지 확인하십시오.
촛불을 만들려면 무엇이든 사용하여 LED를 덮을 수 있습니다. 카드 시트와 티슈를 사용했습니다. LED의 크기에 따라 카드 시트를 말아서 위쪽에서 불꽃 모양이나 원하는 모양으로 조금 잘라서 매력적으로 보이도록합니다. 이 양초로 LED를 가리면 나만의 스마트 전자 양초를 만들 수 있습니다.
또한 proteus 8에서이 회로를 시뮬레이션했습니다. 직접 디자인 할 수도 있습니다. 위의 회로도를 따라 LDR의 광도를 1000으로 설정하고 0이 될 때까지 낮추기 시작하면 아래 비디오와 같이 LED가 빛나는 것을 볼 수 있습니다.