Detector de nivell de llum LDR: ulls d'obertura i tancament: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Hola a tothom, espero que sigui instructiu del vostre gust. Qualsevol dubte, comentari o correcció serà ben rebut.

Aquest circuit es va realitzar com un mòdul de control per proporcionar informació sobre la quantitat de llum que hi ha als voltants, per tal de controlar l'obertura dels ulls a través d'un servomotor.

Aquest circuit té 4 sortides, que donen 5V o 0V cadascuna, en funció de la intensitat de la llum incident. Suposant que tenim una intensitat mesurada en percentatge, tindrem els casos següents:

• Quan la llum està entre el 0% i el 20%, les 4 sortides donaran 0V
• Quan la llum està entre el 20% i el 40%, la primera sortida donarà 5V i la resta donarà 0V
• Quan la llum està entre el 40% i el 60%, les dues primeres sortides donaran 5V i les altres donaran 0V
• Quan la llum està entre el 60% i el 80%, les tres primeres sortides donaran 5V i l'última donarà 0V
• Quan la llum està entre el 80% i el 100%, les 4 sortides donaran 5V

Nota: aquests percentatges esmentats són només un exemple per desar explicacions. En els passos següents s'explica com calibrar-ho

Conegudes les condicions, es fa un programa a Arduino amb aquestes 4 entrades, i com a sortida tindrem un senyal PWM enviat al servo que controlarà un mecanisme d’obertura dels ulls.

Subministraments

Què necessitaràs?

(coses del circuit)

• 1 LM324
• 1 Protoboard
• 6 resistències de tall (10 kOhms cadascuna) 1 LDR (resistència dependent de la llum)
• Alguns cables de pont de panell o simplement alicates de filferro i tall
• 1 servomotor
• Voltímetre

(coses del cap i del mecanisme)

• Creativitat (la més important)
• Una escuma de cap
• Cartró
• Cola
• Bastons de fusta
• Una altra cosa que us ajudarà a fer-la més estètica

(opcional)

• Estació de soldadura o soldador
• Soldadura de llauna
• Un PCB de 5x5 punts

Pas 1: planificar el nostre circuit

Primer de tot, hem de tenir tots els components abans de fer el mecanisme.

És important saber que si no obteniu els components exactes, podeu utilitzar alternatives, potser no obtindreu ajustadors de valor exactes, però no importa: faràs servir talladors com a divisor de tensió, per tant, si teniu un valor entre 10kΩ i 100kΩ, el podeu utilitzar. O si no obteniu un LM324, podeu utilitzar un MC34074 (per exemple, n’hi ha molts), l’únic requisit és tenir 4 opamps que puguin utilitzar una potència no simètrica de 5V (font d’alimentació arduino 5V).

Per tant, donat això, comencem.

Pas 2: Muntatge del circuit

Per crear el mòdul, disposem del diagrama esquemàtic següent i del diagrama LM324

Cada número entre els opamps representa el número de pin de l'LM324, per tant, els pins amb el mateix número A OPAMPS són nodes comuns.

NOTA: a la part superior, hi ha una capçalera que representa les connexions externes, és a dir, les connexions amb un Arduino UNO. No confongueu els pins de la capçalera anomenada J1 amb els pins del LM324.

Aquí teniu dues opcions:

1. Feu-lo en una protoborda. És la forma més fàcil de muntar i provar, però el disseny no és el millor.
2. Utilitzeu un perfboard (també anomenat DOT PCB). Aquesta opció us donarà l'opció de reduir el circuit a un quadrat de 5x5cm (només el mòdul), però heu de soldar. Si sou menor, demaneu ajuda a un adult.

A la tercera imatge, es tracta del circuit muntat a protoborda.

A la imatge de 4 i 5 peus, s’està muntant el mateix circuit, però en un perfboard.

La 6a imatge té el circuit complet.

En resum, el circuit tindrà 4 sortides. Aquestes sortides s’utilitzaran per connectar-se a l’Arduino UNO.

Pas 3: Calibre el circuit

Un cop muntat, hem de connectar el nostre circuit i comprovar la tensió donada per cada resistència de tall: hem de configurar 0,5V, 1V, 1,5V i 2V a RV1, RV2, RV3 i RV4 respectivament.

Per fer-ho, heu de subministrar el circuit amb els 5V i el GND de l’arduino i mesurar cada voltatge al tallador. Connecteu un voltímetre entre el pin central d’un tallador (un per un) i a GND. A continuació, gireu la retalladora fins obtenir el voltatge desitjat.

El vostre voltímetre té 2 cables, un de vermell i un de negre.

1. Introduïu el cable negre en un node GND.
2. Introduïu el cable vermell al tercer pin de LM324. Gireu la retalladora fins que tingui 0,5V.
3. Canvieu el cable vermell al cinquè pin de LM324. Gireu la retalladora fins que tingui 1V.
4. Canvieu el cable vermell al 10è pin de LM324. Gireu la retalladora fins que tingui 1,5V
5. Canvieu el cable vermell al 12 pin de LM324. Gireu la retalladora fins que tingui 2V.

Tots aquests passos s’han de fer amb tots els connectats (l’Arduino i el circuit que hem fet nosaltres).

Potser necessiteu més de dues mans, si cal, demaneu ajuda a algú altre.

El cinquè retallador serveix com a calibrador de sensibilitat (el que es troba entre LDR, és a dir, el que es diu RV5)

Com podeu veure, al vídeo hi ha una prova amb les sortides, he utilitzat leds verds per fer-ho més didàctic i fàcil d’apreciar (acosto la mà per bloquejar la llum i el circuit fa girar o girar els leds en funció de la llum incident).

Pas 4: Muntatge del servomotor

Aquí cal bufar-se la ment: cal posar els ulls en un mecanisme que pugui obrir i tancar l’ull, simulant una parpella.

A la primera imatge, veieu el model real implementat per mi.

a la segona imatge, hi ha un dibuix que representa el mecanisme bàsic.

Utilitzeu el cap d'escuma, pals de fusta i cola per fer el mecanisme.

Com veieu a la tercera imatge, el LDR és al nas

Pas 5: Codificació

Finalment, heu de connectar el circuit als pins 3, 4, 5 i 6 de l’Arduino i el servo es connectarà al 9è pin.

El codi es troba a continuació. Té els comentaris per explicar cada secció important.

Pas 6: gaudiu

Amplieu i reduïu la llum a la LDR per apreciar els canvis oculars.

Gràcies per veure-ho. Espero que els agradi.