Motion Sensor เปิดใช้งาน LED Strip พร้อมตัวจับเวลา: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

สวัสดีทุกคน! ฉันมีความสุขมากที่ได้เขียนคำแนะนำอื่นในตอนนี้ โครงการนี้เกิดขึ้นเมื่อฉันได้รับการติดต่อจากเพื่อนผู้สอน (?!) (David @dducic) เมื่อหลายเดือนก่อนเพื่อขอความช่วยเหลือด้านการออกแบบ

นี่คือข้อมูลจำเพาะดั้งเดิม: "ฉันสามารถใช้ความช่วยเหลือบางอย่างเกี่ยวกับแสงใต้เตียงที่ฉันทำเพื่อพ่อแม่ผู้สูงอายุของฉันได้ กล่าวโดยสรุป ฉันต้องการใช้เซ็นเซอร์ PIR สองตัวและไฟแถบ LED สองดวง - ชุดเดียวสำหรับ ทุกด้านของเตียง ซึ่งจะเปิดขึ้นเมื่อเซ็นเซอร์ PIR ถูกสะดุด ฉันต้องการแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียวที่ให้พลังงานทั้งสองอย่าง" และจากการสนทนาติดตามผลของเรา: "ความต้องการของฉันค่อนข้างง่ายสำหรับโครงการนี้ - โดยสรุป: - เมื่อพ่อหรือแม่ของฉันวางเท้าบนพื้นจากเตียง มันจะเปิดใช้งานเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวจากด้านข้างของเตียง เตียง เปิดไฟ ฉันนึกภาพระบบที่จะมีเซ็นเซอร์หนึ่งตัวที่แต่ละด้านของเตียงและแถบ LED หนึ่งเส้นใต้แต่ละด้านของเตียงที่เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ตามลำดับ - ฉันต้องการให้ไฟติดค้างอยู่ อย่างน้อย 5 นาทีเพื่อให้พวกเขามีเวลาลุกขึ้น ทำอะไร แล้วกลับไปที่เตียงโดยที่ไฟยังเปิดอยู่ - เกี่ยวกับไฟ LED ฉันซื้อหลอดไฟสีขาวนวล (3000K) ธรรมดาๆ มา และไม่คาดหวังว่าจะต้องมี ไฟ LED เปลี่ยนสี" จากนี้ไป ฉันได้ออกแบบและสร้างต้นแบบวงจรที่สามารถบรรลุข้อกำหนดข้างต้น และ David ได้ทำงานจำลองวงจรที่ฝั่งโลกของเขา และทำการติดตั้งขั้นสุดท้ายที่บ้านพ่อแม่ของเขา! หวังว่าทุกคนจะสนุกกับสิ่งนี้! ตรวจสอบวิดีโอที่แนบมาสำหรับวงจรทดสอบสุดท้ายของฉันด้วยตัวจับเวลา 12 วินาทีและการติดตั้งขั้นสุดท้ายของ David ถูกเปิดใช้งานที่บ้านพ่อแม่ของเขา

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมวัสดุของคุณ

เครื่องมือที่จำเป็น:

หัวแร้ง

เครื่องปอกสายไฟ

เครื่องตัดด้านข้าง

ไม้บรรทัดโลหะ

มีดงานอดิเรก

มัลติมิเตอร์

อะไหล่ที่จำเป็น:

ตัวจับเวลา 1 * 555

1 * TIP 102 ทรานซิสเตอร์

1 * ตัวเก็บประจุ 5600 ยูเอฟ

1 * ตัวเก็บประจุ 10 nF

1 * ตัวต้านทาน 10kohm

1 * ตัวต้านทาน 5.1 kohm

1 * ตัวต้านทาน 47 kohm

1 * เซ็นเซอร์ PIR

ขั้วต่อ JST 1 * 3 ขาสำหรับเซ็นเซอร์กับบอร์ด

คอนเนคเตอร์ JST 2 ขา 2 พิน สำหรับจ่ายไฟเข้าบอร์ด และ LED สตริปกับบอร์ด

คอนเนคเตอร์ JST 2 ขา 2 พิน สำหรับเดินสายไฟแบบแถบ LED และเดินสายไฟ

7 * สาย JST แบบจีบก่อน (เลือกความยาว - สายไฟสองเส้น, สายไฟสองเส้นสำหรับแถบ LED, 3 เส้นสำหรับเซ็นเซอร์ PIR) https://www.digikey.com/products/en/cable-assembli… - หรือถ้าคุณ' มีประโยชน์ในการสร้างสายเคเบิลของคุณเองและมีตัวเชื่อมต่อและ crimps ให้ทำเอง!

1 * Veroboard

แถบ LED สีเดียว 1 * 12V ที่คุณเลือก (เช่น

แหล่งจ่ายไฟ 1 * 12V พร้อมขั้วต่อแจ็คแบบบาร์เรล MALE อัตรากำลังจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับแถบ LED และความยาวที่คุณใช้ (เช่น https://www.ebay.com.au/itm/5M-3528-SMD-Cool-Warm …

ลวดบัดกรี

ประสาน

หดความร้อน

ขั้วต่อสกรูแม่แรง 1* ตัวผู้

2 * ขั้วต่อสกรูแม่แรงกระบอก FEMALE https://www.digigiy.com/product-detail/en/sparkfun… (ต้องมีอันเดียวถ้ามีแถบ LED หรือพาวเวอร์ซัพพลายมาด้วย)

ขั้นตอนที่ 2: ทดสอบแถบ LED

แนวปฏิบัติที่ดีคือการทดสอบว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดของคุณทำงานก่อนที่จะประกอบทุกอย่างเข้าด้วยกัน ดังนั้นให้นำแถบไฟ LED และเชื่อมต่อกับอะแดปเตอร์ไฟของคุณโดยใช้ขั้วต่อบาร์เรลที่ให้มา (หากคุณมีแถบ LED) และหวังว่าไฟ LED จะสว่างขึ้น มันไปโดยไม่บอก แต่ให้แน่ใจว่าคุณเชื่อมโยงบวกกับบวกและลบกับลบ…

ขั้นตอนที่ 3: ทดสอบเซ็นเซอร์ PIR

อีกครั้ง การทดสอบส่วนประกอบของคุณก่อนนำไปใช้ในแอปพลิเคชันขั้นสุดท้ายเป็นความคิดที่ดี ในขั้นตอนนี้ คุณจะต้องเตรียมเซ็นเซอร์เพื่อให้คุณสามารถเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ได้อย่างง่ายดายโดยใช้ส่วนที่ฉันระบุไว้ในขั้นตอนก่อนหน้า ขั้วต่อ 3 พินที่เซ็นเซอร์ PIR ให้มาด้วยนั้นแตกต่างไปจากที่ปกติฉันชอบใช้ ดังนั้นฉันขอแนะนำให้เปลี่ยนสิ่งนี้โดยแยกสายไฟที่ให้มาและบัดกรีต่อบน JST ที่มีการจีบไว้ล่วงหน้า 3 อัน จากนั้นใช้ส่วนหัว JST 3 ขาเพื่อค้นหาด้านจีบ JST ของสายไฟ การประกอบทั้งหมดควรมีลักษณะเหมือนภาพที่แนบมา โปรดทราบว่าในที่นี้ BLACK คือ SIGNAL, BROWN คือ GROUND, RED คือ +12V

ในการทดสอบเซ็นเซอร์ เพียงต่อสายไฟและกราวด์ และใช้มัลติมิเตอร์เพื่อสอบสวนขาสัญญาณ เมื่อถูกกระตุ้นควรดึงลงกับพื้น เมื่อไม่ถูกทริกเกอร์ คุณควรเห็นแรงดันไฟฟ้า เช่น ไม่ได้ต่อสายดิน เมื่อคุณเพิ่มพลังให้เซ็นเซอร์ประเภทนี้ คุณจะต้องรอสองสามวินาทีเพื่อให้เซ็นเซอร์อ่านค่าพื้นฐานของห้องนิ่งได้ หากมีสิ่งใดเคลื่อนไหวหลังจากช่วง "การปรับเทียบ" เซ็นเซอร์จะถูกทริกเกอร์และพินสัญญาณเอาท์พุตจะเป็นลอจิกต่ำ (ต่อสายดิน)

ขั้นตอนที่ 4: ตั้งค่าวงจรบนเขียงหั่นขนมก่อน

ก่อนที่คุณจะดำเนินการต่อและประสานบอร์ดต้นแบบของคุณ คุณควรทดสอบทุกอย่างบนเขียงหั่นขนม สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเพื่อให้คุณสามารถเลือกค่า R3 และ C2 ของคุณซึ่งกำหนด "หมดเวลา" ของตัวจับเวลาและทำให้แถบ LED จะยังคงเปิดอยู่นานเท่าใด

ข้อมูลพื้นฐานบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการทำงานของวงจรทั้งหมดนั้นส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับตัวจับเวลา 555 ซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องสั่นแบบโมโนสเตเบิล หากคุณไม่คุ้นเคยกับตัวจับเวลา 555 และต้องการเรียนรู้เพิ่มเติม หน้าที่เป็นประโยชน์สามารถพบได้ที่นี่: https://www.electronics-tutorials.ws/waveforms/555… ซึ่งจะอธิบายโหมดต่างๆ ที่ 555 สามารถใช้ได้ ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว สำหรับวงจรนี้ ฉันได้กำหนดค่าไว้ในโหมด Monostable ซึ่งหมายความว่าเมื่อใช้พัลส์ต่ำ (เช่น GND) กับอินพุตทริกเกอร์ เอาต์พุตจะถูกตั้งค่าเป็นสูง (เช่น 12V) ตามระยะเวลาที่กำหนด โดย R3 และ C2 โดยใช้สมการ:

เวลา (วินาที) = 1.1*R3*C2

สำหรับวัตถุประสงค์ในการทดสอบ คุณควรเลือกค่า R3 และ C2 ที่อนุญาตให้แถบ LED ติดสว่างในช่วงเวลาสั้นๆ เพื่อให้คุณไม่ต้องคอยตลอดเวลาเพื่อดูว่าวงจรของคุณทำงานถูกต้องหรือไม่ ในวิดีโอที่แนบมา ฉันได้กำหนดค่าตัวจับเวลาไว้ประมาณ 12 วินาที ในแผนภาพวงจรที่แนบมา ตัวจับเวลาได้รับการกำหนดค่าไว้ประมาณ 5 นาที (เวลา = 1.1*47 000* 0.0056 = 289 วินาที)

โชคดีที่เซ็นเซอร์ PIR ที่ฉันเลือกส่งสัญญาณต่ำ (เช่น GND) เมื่อเปิดใช้งานเซ็นเซอร์ เป็นผลให้อินพุตทริกเกอร์ของตัวจับเวลา 555 เชื่อมต่อโดยตรงกับเซ็นเซอร์ PIR อย่างไรก็ตาม ที่เอาต์พุต ทรานซิสเตอร์จำเป็นต้องเปิดเครื่องบนแถบ LED เนื่องจากตัวจับเวลา 555 สามารถจ่ายกระแสไฟได้ในจำนวนที่จำกัด ซึ่งไม่เพียงพอต่อการขับเคลื่อนแถบ LED ที่มีความยาวมาก

ขั้นตอนที่ 5: ประสานวงจรบน Veroboard

ใช้การออกแบบวงจรขั้นสุดท้ายจากขั้นตอนก่อนหน้าและประสานบอร์ด สิ่งเดียวที่คุณต้องจำไว้จริง ๆ ที่นี่คือการตัดรางที่ด้านหลังของกระดานซึ่งตัวจับเวลา 555 นั่งอยู่ ไม่เช่นนั้นหมุดตรงข้ามจะสั้นลง ซึ่งไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องการอย่างแน่นอน!

เสียบทุกอย่างแล้วทดสอบวงจร! หากทุกอย่างเป็นไปด้วยดี วงจรของคุณควรทำงานเหมือนกับที่ทำในโครงร่างบอร์ดทดลอง ตรวจสอบวิดีโอที่แนบมาของวงจรทดสอบขั้นสุดท้ายของฉัน ตัวจับเวลายังคงเปิดอยู่เพียง 12 วินาทีซึ่งสะดวกสำหรับการแสดงการทำงานของวงจร

ขั้นตอนที่ 6: ติดตั้งแถบ LED และเซ็นเซอร์

สเปกดั้งเดิมของโปรเจ็กต์นี้คือการติดตั้งแถบ LED และเซ็นเซอร์สำหรับไฟใต้เตียง แต่เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้สามารถวางไว้ได้ทุกที่ที่คุณคิดว่าสะดวกที่จะมีไฟ LED ที่ตั้งเวลาไว้!