Automatsko noćno svjetlo

Uvod

Ovaj projekt nastavak je na tutorijale o komparatorima napona, fotootpornicima i voltage divideru(djelitelju napona na hrvatski).
Ideja je napraviti svjetlo koje će se automatski paliti kada padne "mrak" te gasiti ujutro, a sve u ovisnosti o količini svjetla. Primjer korištenja može biti ulična rasvjeta, gdje bi se korištenjem ovakvom sklopa, umjesto "ručnom" manipulacijom, uštedila poprilična količina električne energije, budući da bi se svjetla palila i gasila točno onda kada bi to bilo potrebno.

LM393 - komparator napona

LM393-pinout

Komparator napona je bistabilni skop (flip-flop) koji uspoređuje dva analogna signala na ulazu i u zavisnosti od ishoda usporedbe daje HIGH ili LOW na izlazu. Možemo ga zamisliti kao mali "multimetar" s prekidačem. Kada je izmjereni napon veći na prvom ulazom pinu prekidač je uključen, dok u slučaju većeg napona na drugom ulaznom pinu prekidač se isključuje. U ovom projektu koristiti ćemo LM393 komparator napona. Više o njemu možete pronaći u tutorijalu.

Fotootpornik

Pomoću fotootpornika očitavat ćemo količinu svjetla, a LM393 biti će switch koji pali odnosno gasi LED diodu. Ovo je ustvari optički senzor svjetlosti.
Prije nego nastavimo, kratko ćemo objasniti kako fotootpornik radi. Vrijednost otpora na fotootporniku ovisi o količini svjetla koja pada na njega. Kada je fotootpornik u tami - otpor je velik, dok pri izloženosti svjetlu daje mali otpor. U nekakvim realnim uvjetima otpor u mraku bi bio otprilike 200kΩ, a pri jakom svjetlu 1-2kΩ. Za više pogledaj datasheet.

Kako spojiti?

Za potrebe ovog projekta koristiti ćemo samo ln1(-) i ln(+) ulaze i Output1 izlaz. Krenimo redom. Prvo ćemo spojiti izvor napajanja na Vcc i GND pin komparatora. Kao izvor možemo koristiti bateriju od 9V.

lm393a

Sljedeći korak je složiti voltage divider s otpornikom fiksne vrijednosti i fotootpornikom. Fiksi otpornik neka bude 10kΩ, što će nam na izlazu davati vrijednosti od 0.429V kada je fotootpornik u mraku (daje 200kΩ otpora) i 7.5V kada je fotootpornik izložen svjetlu (daje 2kΩ otpora). Hoćemo li taj izlazni napon spojiti na ln(-) ili ln(+) nam je potpuno svejedno u ovom slučaju, nešto poslije više o tome. Pa hajdemo ga spojiti na inventirani ulaz, ln1(-) - žuta žica.

lm393b

Nakon toga spojiti ćemo ulazni napon za usporedbu i to preko 10kΩ potenciometra kako bismo mogli podesiti osjetljivost strujnog kruga. Potenciometar spajamo tako da na rubne pinove spojimo referentne napone. Na lijevi pin spojiti ćemo GND, a na desni +9V. Centralni pin je naš izlazni napon te ga spajamo na neinventirani ulaz komparatora ln1(+). Napon koji centralni pin daje ovisi o položaju potenciometra. Ako ga okrenemo potpuno lijevo, odnosno prema GND, izlazni napon će težiti prema 0V. Kako ga okrećemo u smjeru kazaljke na satu, izlazni napon se proporcionalno povećava prema +9V. Za početak možemo ga staviti otprilike na središnji položaj.

lm393c

Ono što će se događati je sljedeće:

    • u tami: napon na invertiranom pin ln1(-) je manji od onog na neinvertiranom ln1(+), stoga na izlazu dobivamo GND
    • pri svjetlu: napon na invertiranom pinu ln1(-) će biti veći od onog na neinvertiranom ln1(+), stoga na izlazu dobivamo Vcc (+9V)

S obzirom da želimo da LED dioda svjetli u tami, Output pin spojiti ćemo s katodom(-) LED diode. Dok ćemo anodu(+) preko 330Ω spojiti na +9V.

lm393d

 

 

U slučaju da smo zamjenili invertni i neinvertni ulaz na komparatoru napona, pri tami na izlazu bi dobivali +9V. Tada bismo samo taj izlaz spojili na anodu LED diode, dok bi katodu spojili na GND. Naravno, preko nekog otpornika.

Ako želimo spojiti neki drugi izvor svjetlosti umjesto obične LED diode, izračunati ćemo otpornik kojega ćemo koristiti s tim izvorom umjesto ovoga od 330Ω putem Ohmovog zakona.

Što još?

Za kraj samo napomena ako mislite ovaj sklop koristiti s velikim strujama i/ili naponima: obavezno ubacite relej ili tranzistor između komparatora i izvora svjetlosti.

Leave a Reply