Infračervený aktivátor: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Populární zařízení, které lze stavět, když se nejprve učíte stavět obvody, je reproduktor napájený střídavým proudem, který vydává hrozný hluk. Pochopitelně to začíná být docela zábavné, když vás baví dráždit ostatní zmíněným hlukem. Bohužel použití tohoto reproduktoru je poněkud omezené: jediným způsobem, jak přepnout výstup, je připojit nebo odpojit zdroj napětí a je vyžadováno nějaké střídavé napětí (reproduktor není spouštěn stejnosměrnou baterií). K získání střídavého napětí z jednoduché stejnosměrné baterie můžeme použít časovač 555, jehož účelem je vydat střídavou frekvenci podle toho, jaké odpory jsou připojeny k jeho pinovým svorkám. Aby tento otravný nástroj dodal ještě větší univerzálnost, mohou být rezistory nahrazeny potenciometry, které lze libovolně upravit tak, aby měnily výstupní frekvenci. Konvenčním způsobem spouštění výstupu je použití posuvného přepínače; protože jsme nekonvenční, použijeme něco, čemu se říká pohybový senzor PIR (Passive InfraRed). Senzor detekuje změny v množství infračerveného záření (které je emitováno lidmi), které přijímá. To umožní reproduktoru na někoho nečekaně zakřičet, když jde před obvod. Kromě toho, že je to zábavný projekt na stavění a obtěžování ostatních, by stavění a používání tohoto obvodu mělo pomoci zlepšit porozumění obvodům a jejich fungování. Při stavbě tohoto obvodu jsem se hodně naučil o pohybovém senzoru PIR a o tom, jak jej správně používat (metodou pokusů a omylů). Kromě toho by jeho použití mělo zlepšit porozumění 555 časovačům, protože je možné sledovat, jak je ovlivněn výstup při úpravě potenciometrů. Musím říci, že jsem také docela ohromen vysokým faktorem obtěžování výstupu, jeho schopností vytvářet široké spektrum strašlivých zvuků na základě nastavení potenciometrů, od vysokého pištění až po abrazivní bzučení (nebo možná kombinace těchto dvou).

Krok 1: Materiály

Banda drátů

1 555 časovač

1 NPN tranzistor

1 PIR senzor (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&psc1 Použil jsem)

2 potenciometry

1, 01 uF kondenzátor

1 1 uF kondenzátor

1 100 uF kondenzátor

1 8 ohmový reproduktor

Krok 2: Sestavení

Tento obvod je relativně jednoduchý na sestavení, pouze s jednou skutečnou vychytávkou. Nastavili jsme časovač 555, aby byl v astabilním režimu, se dvěma připojenými potenciometry (ve schématu jsou to odpory se stěrači/šipkami vedle nich). To znamená, že časovač bude při určitém odporu vydávat konstantní signál. Jak jsou potenciometry otočeny, aby aplikovaly větší odpor, frekvenci výstupu. NPN slouží jako spínač v tomto obvodu, jehož účelem je chránit obvod před příliš velkým proudem, který může poškodit součásti. Místo rezistoru používáme tranzistor, protože odpor klesne příliš mnoho napětí a zabrání vytváření slyšitelného šumu (je to proto, že výstup PIR není tak vysoký). Samotný PIR je ošemetná část, protože piny nejsou označeny, a je velmi obtížné se připojit k prkénku pomocí pinů PIR. Pokud je váš PIR stejný jako ten, který mám na tomto obrázku (pravděpodobně, protože PIR jsou poměrně standardizované), kladný (Vcc) terminál je kolík vedle diody (malá oranžová válcová struktura) s negativním (uzemňovacím) kolíkem na opačném konci a výstupní kolík uprostřed. Pokud ne, může být nutné najít datový list nebo návod k vašemu konkrétnímu typu senzoru. Chcete -li připojit kolík, doporučuji připojit propojovací kabely k pinům, protože umožňuje, aby piny fungovaly jako vodiče a snadno se zapojily do prkénka.

Krok 3: Provoz

Ovládání obvodu je z velké části velmi jednoduché. Reproduktor při zapnutí nejprve pípne (to je zcela normální). Mávnutím ruky nebo chůzí před senzorem zvýšíte množství infračerveného záření detekovaného senzorem, vydáte krátký signál a vydáte nepříjemný zvuk. Kmitočet výstupního signálu lze změnit otáčením potenciometru. U rotačního potenciometru se odpor zvýší, když se potenciometr otočí proti směru hodinových ručiček; protože časovač 555 je v astabilním režimu, znamená to, že frekvence se bude zvyšovat s otáčením potenciometru ve směru hodinových ručiček (protože připojené odpory souvisejí nepřímo s výstupní frekvencí). Potenciometr připojený k prahu také ovlivní frekvenci přibližně dvakrát tolik, než je připojen ke zdroji napětí. Další parametry obvodu, které lze upravit, jsou spouštěcí čas a citlivost obvodu; ty jsou ovládány dvěma oranžovými knoflíky na senzoru, které lze měnit jejich otáčením šroubovákem. Knoflík vlevo (v pohledu výše) ovládá zpoždění: jak dlouho bude PIR vydávat signál po jeho aktivaci. Otáčením knoflíku ve směru hodinových ručiček zpoždění zvýšíte, zatímco otáčením proti směru hodinových ručiček zpoždění snížíte (minimálně o 3 s a maximálně o 5 s). Knoflík vpravo upravuje citlivost na změny IR záření zvýšením a snížením rozsahu, ve kterém kontroluje změny v infračerveném záření. Otáčením knoflíku citlivosti ve směru hodinových ručiček se citlivost sníží, zatímco proti směru hodinových ručiček se zvýší (u přesných hodnot je minimální dosah asi 3 m, maximální asi 7 m). Další podrobnosti o provozu naleznete na tomto odkazu:

Krok 4: Odstraňování problémů (zábavná část …)

Zde jsou některé běžné problémy (na které jsem se sám setkal), které mohou ostatním zabránit v tom, aby chtěli tento obvod rozbít:

1. Pokud reproduktor nefunguje:

-Znovu připojte zdroj napětí k PIR a počkejte přibližně 30 sekund. Aby mohl PIR správně fungovat, musí se trochu stabilizovat a „cítit“okolní oblast (detekovat místní teplotu, množství IR záření atd.).

-Zkontrolujte, zda nejsou piny senzoru PIR zlomené (to se vám pravděpodobně nestane, protože jsem vám nařídil použít propojovací kabely; poprvé jsem se pokusil zapojit PIR do prkénka ohnutím kolíků, ale toto nefungovalo tak dobře).

2. Pokud reproduktor vydává konstantní signál, nikoli aby byl spuštěn infračerveným přenosem:

-Zkontrolujte přerušení vodiče mezi PIR a základnou tranzistoru. To může způsobit, že PIR bude zcela odpojen od obvodu.

3. Reproduktor funguje, ale zdá se, že se náhodně vypne:

-Pravděpodobně jste v relativně přeplněné a zaneprázdněné místnosti, což způsobuje časté změny v množství tepelného infračerveného záření, které může snímač přijímat. Zkuste nastavit knoflík citlivosti (oranžový knoflík naproti pinům, ne ten opačný než dioda) pomocí šroubováku (jeho otáčením proti směru hodinových ručiček bude méně citlivý). Obecně však tento obvod funguje nejefektivněji v tichých, prázdných oblastech, kde někdo jen tak náhodou projde a přemýšlí, co je to za divný zvuk.

Pokud nebyl nalezen žádný z těchto problémů, je to pravděpodobně někde poškozená součást nebo vodič. Jedinou možností je vyzkoušet různé součásti, abyste zjistili, zda fungují podle potřeby, a pokud ne, vyměnit je. Ujistěte se, že tranzistor funguje zvláště dobře, protože jeho kolíky mohou být velmi křehké a náchylné k poškození, pokud byly příliš ohnuty.