ตัวแจ้งเตือนที่เปิดใช้งานอินฟราเรด: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

อุปกรณ์ยอดนิยมในการสร้างเมื่อเรียนรู้วิธีสร้างวงจรครั้งแรกคือลำโพงที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งสร้างเสียงรบกวนที่แย่มาก เป็นที่เข้าใจกันดีว่าการใช้งานนี้ค่อนข้างสนุกเมื่อคุณชอบทำให้คนอื่นรำคาญด้วยเสียงรบกวนดังกล่าว อย่างไรก็ตาม การใช้ลำโพงนี้ค่อนข้างจำกัด วิธีเดียวที่จะสลับเอาท์พุตคือการเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟ และต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับบางประเภท (ลำโพงไม่ได้ถูกกระตุ้นด้วยแบตเตอรี่ DC) ในการรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจากแบตเตอรี่ DC แบบธรรมดา เราสามารถใช้ตัวจับเวลา 555 ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อส่งสัญญาณความถี่ AC ตามตัวต้านทานที่เชื่อมต่อกับขั้วพินของมัน เพื่อเพิ่มความเก่งกาจให้กับเครื่องมือที่น่ารำคาญนี้ ตัวต้านทานสามารถถูกแทนที่ด้วยโพเทนชิโอมิเตอร์ ซึ่งสามารถปรับเพื่อเปลี่ยนความถี่เอาต์พุตได้ตามต้องการ วิธีปกติในการเรียกเอาท์พุตคือการใช้สวิตช์แบบสไลด์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเราไม่ธรรมดา เราจะใช้บางอย่างที่เรียกว่าเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR (Passive InfraRed) เซ็นเซอร์ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของปริมาณรังสีอินฟราเรด (ซึ่งมนุษย์ปล่อยออกมา) ที่ได้รับ ซึ่งจะทำให้ผู้พูดสามารถกรีดร้องใส่ใครบางคนโดยไม่คาดคิดเมื่อเดินอยู่หน้าสนาม นอกเหนือจากการเป็นโครงการสนุก ๆ ในการสร้างและรบกวนผู้อื่นแล้ว การสร้างและการใช้วงจรนี้ควรช่วยปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับวงจรและวิธีการทำงาน ขณะสร้างวงจรนี้ ฉันได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR และวิธีใช้งานอย่างถูกต้อง (ผ่านการลองผิดลองถูก) นอกจากนี้ การใช้งานควรปรับปรุงความเข้าใจของคุณเกี่ยวกับตัวจับเวลา 555 เนื่องจากสามารถเห็นได้ว่าเอาต์พุตได้รับผลกระทบอย่างไรเมื่อปรับโพเทนชิโอมิเตอร์ ฉันต้องบอกว่าฉันค่อนข้างประทับใจกับปัจจัยที่น่ารำคาญในระดับสูงของเอาต์พุตด้วยความสามารถในการสร้างคลื่นเสียงที่น่ากลัวในวงกว้างตามการตั้งค่าของโพเทนชิโอมิเตอร์ ตั้งแต่เสียงกรี๊ดที่ดังไปจนถึงเสียงกระหึ่ม (หรืออาจจะเป็นทั้งสองอย่างรวมกัน)

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุ

มัดสายไฟ

1 555 ตัวจับเวลา

1 ทรานซิสเตอร์ NPN

เซ็นเซอร์ PIR 1 ตัว (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 เท่านั้น ฉันใช้)

2 โพเทนชิโอมิเตอร์

ตัวเก็บประจุ 1.01 ยูเอฟ

ตัวเก็บประจุ 1 1 ยูเอฟ

ตัวเก็บประจุ 1 100 ยูเอฟ

ลำโพง 1 8 โอห์ม

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบ

วงจรนี้ประกอบค่อนข้างง่าย โดยมีกลไกที่แท้จริงเพียงอันเดียว เราตั้งค่าตัวจับเวลา 555 ให้อยู่ในโหมด astable โดยเชื่อมต่อโพเทนชิโอมิเตอร์สองตัว (ในแผนผัง นี่คือตัวต้านทานที่มีที่ปัดน้ำฝน/ลูกศรที่อยู่ติดกัน) ซึ่งหมายความว่าตัวจับเวลาจะส่งสัญญาณคงที่เมื่อได้รับความต้านทานที่แน่นอน เมื่อหมุนโพเทนชิโอมิเตอร์เพื่อใช้ความต้านทานมากขึ้น ความถี่ของเอาต์พุต NPN ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ในวงจรนี้ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันวงจรจากกระแสไฟมากเกินไป ซึ่งอาจทำให้ส่วนประกอบเสียหายได้ เราใช้ทรานซิสเตอร์แทนตัวต้านทาน เนื่องจากตัวต้านทานจะปล่อยแรงดันไฟมากเกินไป และป้องกันไม่ให้เกิดเสียงรบกวน (เนื่องจากเอาต์พุตของ PIR นั้นไม่สูงนัก) ตัว PIR เองเป็นส่วนที่ยุ่งยาก เนื่องจากหมุดไม่มีป้ายกำกับ และเป็นการยากมากที่จะเชื่อมต่อกับเขียงหั่นขนมโดยใช้หมุดของ PIR หาก PIR ของคุณเหมือนกับที่ฉันมีในภาพนี้ (น่าจะเป็นเพราะ PIR นั้นได้มาตรฐานพอสมควร) ขั้วบวก (Vcc) คือพินถัดจากไดโอด (โครงสร้างทรงกระบอกสีส้มขนาดเล็ก) โดยมีขาลบ (กราวด์) ที่ปลายอีกด้านและพินเอาต์พุตอยู่ตรงกลาง หากไม่เป็นเช่นนั้น อาจจำเป็นต้องค้นหาเอกสารข้อมูลหรือบทช่วยสอนเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ประเภทใดประเภทหนึ่งของคุณ ในการเชื่อมต่อพิน ผมแนะนำให้ต่อสายจัมเปอร์เข้ากับพิน เนื่องจากจะช่วยให้พินทำงานเป็นสายไฟและเสียบเข้ากับเขียงหั่นขนมได้อย่างง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 3: การดำเนินการ

การใช้งานวงจรนั้นค่อนข้างง่ายสำหรับส่วนใหญ่ ลำโพงจะส่งเสียงบี๊บในตอนแรกเมื่อเปิดเครื่อง (ซึ่งถือเป็นเรื่องปกติ) การโบกมือหรือเดินไปข้างหน้าเซ็นเซอร์จะเพิ่มปริมาณรังสีอินฟราเรดที่เซ็นเซอร์ตรวจพบ ส่งสัญญาณสั้นๆ และสร้างเสียงที่น่ารำคาญ ความถี่ของสัญญาณเอาท์พุตสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการหมุนโพเทนชิออมิเตอร์ สำหรับโพเทนชิออมิเตอร์แบบหมุน ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นเมื่อโพเทนชิออมิเตอร์ถูกหมุนทวนเข็มนาฬิกา เนื่องจากตัวจับเวลา 555 อยู่ในโหมด astable นี่หมายความว่าความถี่จะเพิ่มขึ้นเมื่อโพเทนชิออมิเตอร์หมุนตามเข็มนาฬิกา (เนื่องจากความต้านทานที่เชื่อมต่อสัมพันธ์ผกผันกับความถี่เอาต์พุต) โพเทนชิออมิเตอร์ที่เชื่อมต่อกับเกณฑ์จะส่งผลต่อความถี่ประมาณสองเท่าของที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า พารามิเตอร์อื่นๆ ของวงจรที่สามารถแก้ไขได้คือเวลาทริกเกอร์และความไวของวงจร สิ่งเหล่านี้ควบคุมโดยปุ่มสีส้มสองปุ่มบนเซ็นเซอร์ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการหมุนด้วยไขควง ปุ่มทางด้านซ้าย (ในมุมมองด้านบน) ควบคุมการหน่วงเวลา: ระยะเวลาที่ PIR จะส่งสัญญาณหลังจากเปิดใช้งาน การหมุนปุ่มตามเข็มนาฬิกาจะเพิ่มการหน่วงเวลาในขณะที่หมุนทวนเข็มนาฬิกาจะลดความล่าช้าลง (ต่ำสุดประมาณ 3 วินาทีและสูงสุด 5 วินาที) ปุ่มทางด้านขวาจะปรับความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของรังสีอินฟราเรดโดยการเพิ่มและลดช่วงที่จะตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของอินฟราเรด การหมุนปุ่มปรับความไวตามเข็มนาฬิกาจะลดความไวในขณะที่หมุนทวนเข็มนาฬิกาจะเพิ่ม (สำหรับค่าที่แน่นอน ช่วงต่ำสุดประมาณ 3 เมตรในขณะที่สูงสุดประมาณ 7 เมตร) สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงาน ตรวจสอบลิงค์นี้:

ขั้นตอนที่ 4: การแก้ไขปัญหา (ส่วนที่สนุก…)

ต่อไปนี้คือปัญหาทั่วไปบางส่วน (ทั้งหมดที่ฉันพบด้วยตัวเอง) ที่อาจขัดขวางไม่ให้ผู้อื่นต้องการทำลายวงจรนี้:

1. หากลำโพงไม่ทำงาน:

- เชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟเข้ากับ PIR อีกครั้ง และรอประมาณ 30 วินาที PIR ต้องทำให้เสถียรขึ้นเล็กน้อยและ "สัมผัส" บริเวณโดยรอบ (การตรวจจับอุณหภูมิในพื้นที่ ปริมาณรังสีอินฟราเรด ฯลฯ) ก่อนจึงจะสามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง

- ตรวจสอบเพื่อดูว่าหมุดของเซ็นเซอร์ PIR ไม่หัก (ซึ่งไม่น่าจะเกิดขึ้นกับคุณเนื่องจากฉันสั่งให้คุณใช้สายจัมเปอร์ ครั้งแรกที่ฉันพยายามเสียบ PIR เข้ากับเขียงหั่นขนมโดยงอหมุด แต่นี่ ไม่ได้ผลดีนัก)

2. หากลำโพงปล่อยสัญญาณคงที่แทนที่จะถูกกระตุ้นโดยอินฟราเรด:

- ตรวจสอบสายไฟระหว่าง PIR กับฐานของทรานซิสเตอร์ ซึ่งอาจทำให้ PIR ถูกตัดขาดจากวงจรโดยสิ้นเชิง

3. ลำโพงใช้งานได้ แต่ดูเหมือนว่าจะดับในเวลาสุ่ม:

- คุณอาจอยู่ในห้องที่ค่อนข้างแออัดและพลุกพล่าน ซึ่งทำให้ปริมาณอินฟราเรดความร้อนที่เซ็นเซอร์อาจได้รับเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง ลองปรับปุ่มปรับความไว (ลูกบิดสีส้มตรงข้ามกับหมุด ไม่ใช่ด้านตรงข้ามกับไดโอด) ด้วยไขควง (หมุนทวนเข็มนาฬิกาจะทำให้ความไวแสงน้อยลง) อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว วงจรนี้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดในบริเวณที่เงียบและว่างเปล่า ซึ่งมีใครบางคนบังเอิญเดินผ่านมาและสงสัยว่าเสียงแปลกๆ นั้นคืออะไร

หากไม่พบปัญหาเหล่านี้ อาจเป็นเพราะส่วนประกอบหรือสายไฟชำรุด ทางเลือกเดียวคือการทดสอบส่วนประกอบต่างๆ เพื่อดูว่าทำงานได้ตามต้องการหรือไม่ และเปลี่ยนใหม่หรือไม่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทรานซิสเตอร์ทำงานโดยเฉพาะ เนื่องจากพินอาจเปราะบางและมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายได้หากงอมากเกินไป