Tots sabem que un dels llocs on es produeix més malbaratament elèctric a les llars i oficines és a les escales. Normalment encenem la llum a les escales i la deixem a corre-cuita. En aquest projecte dissenyarem una làmpada de caixa d’escales que funcioni amb bateria i que només encengui els llums quan hi sigui algú present. Aquest circuit es pot utilitzar per estalviar energia i es pot utilitzar com a llum de seguretat d’emergència.
El circuit funciona en dues condicions: una és la presència de llum a la seva ubicació i la segona és la presència de l’ésser humà, només quan es compleixen aquestes dues condicions, el controlador encén la llum de reserva.
Aquestes dues condicions són provades per dos sensors, un és LDR i l’altre és un mòdul de sensor de moviment PIR. El LDR detecta la presència de llum i el sensor de moviment detecta la presència d’un ésser humà al seu abast.
La imatge del costat esquerre mostra el sensor LDR (Light Dependent Resistor) i la imatge del costat dret mostra el sensor PIR o el mòdul del sensor de moviment. El sensor PIR és bàsicament un IR (receptor infraroig). Consisteix en una recepció IR sensible que detecta els rajos IR (Infra Red) de la seva regió. Sabem que cada organisme viu emet rajos IR i, per tant, el cos humà. Sempre que hi ha un ésser humà a la regió del mòdul del sensor, detecta la presència de rajos IR.
Sempre que un ésser humà es troba a la regió de detecció del mòdul, el sensor capta canvis IR a mesura que el cos humà emet rajos IR, de manera que ara aquests canvis d’IR captats per mòdul es filtren mitjançant l’electrònica del mòdul i a partir de la senyalització dels canvis en IR. El mòdul genera un impuls. Aquest pols té una durada de 5 segons per defecte.
Per tant, cada vegada que un ésser humà creua la regió de detecció del mòdul, genera un pols de 5 segons. Així doncs, aquest mòdul detecta la presència d’humans mitjançant els rajos IR.
El mòdul del sensor de moviment tindrà dos pots o presets, un d'ells és ajustar la regió de detecció del mòdul i el segon és per variar el temps de sortida de pols elevat en detectar el moviment. La durada del pols es pot ajustar de pocs segons a pocs minuts. Podeu entendre-ho més amb aquest circuit de sensors PIR.
La LDR d’aquest circuit funciona com una resistència variable. La resistència del LDR canvia en funció de la intensitat de la llum. Quan la llum que cau sobre el LDR és baixa, la resistència del LDR serà elevada. Quan la llum que cau sobre LDR és alta, la resistència entre els terminals de LDR serà molt baixa en comparació amb la baixa resistència a la llum.
Components necessaris
Maquinari:
ATMEGA32
Font d'alimentació (5v), PROGRAMADOR AVR-ISP
Condensador de 100uF
LED
Resistències de 220Ω, 1KΩ
LDR (resistència dependent de la llum)
Pot o preajust de 100 KΩ, Qualsevol mòdul de sensor de moviment (HC-SR501)
2WATT LED
Transistor TIP122.
Programari:
Atmel studio 6.1
Progisp o màgia flash
Diagrama de circuits i explicació de treball
Com es mostra al circuit d’il·luminació d’escales automàtiques anterior, aquí no cal connectar un cristall extern. Com que l'ATMEGA funciona a 1 MHz intern, l'oscil·lador de resistència-condensador està predeterminat. Només quan es necessita la precisió del rellotge, com a aplicació del recompte d’alta precisió, s’adjunta un cristall extern. Quan es compra el controlador per primera vegada, es fusiona per treballar per defecte amb cristall intern.
El controlador aquí sempre comprovarà dues coses:
- Presència de foscor
- Detecció en moviment
Com hem comentat quan la llum és baixa, la resistència de LDR serà elevada, ara observant-ho podem observar que hi ha un divisor de voltatge format per LDR i un pot de 100K, la junta mitjana del divisor de tensió es pren com a referència i està connectada a controlador. Podeu obtenir més informació sobre el principi de funcionament de LDR en aquest circuit LDR.
Ara bé, si hi ha poca llum, la resistència de LDR serà elevada i, per tant, la quota de voltatge a la branca del divisor de voltatge canvia, a causa de l’alta resistència, el voltatge a través de LDR serà superior a la de la pota de 100 K, el punt mig cau dràsticament i el controlador detecta fàcilment aquesta caiguda. Així, quan arriba la foscor, el controlador capta un senyal. Aquest senyal compleix la primera condició. Obteniu més informació sobre els LDR d’aquest circuit de detectors foscos.
Amb la presència de moviment, hi haurà pols a PB0 del controlador que es genera pel mòdul del sensor de moviment, tal com hem comentat anteriorment.
Un cop es compleixen aquestes dues condicions, se li indica al controlador que faci senyal al transistor NPN per accionar el LED d'alimentació.