У овој сесији ћемо направити 9ВАТТ лампу за случај нужде користећи Распберри Пи и Питхон. Ова лампица ће аутоматски открити таму и одсуство напајања наизменичном струјом и упалити се када дође до нестанка струје и ако одговарајућег светла нема.
Иако су доступне разне лампе за случај нужде, али оне су искључиво намењене да служе у једну сврху, попут једног једноставног круга за нужду који смо претходно креирали, активира се само у случају нестанка струје. Уз Распберри Пи можемо да му додамо разне друге функције, као што смо овде додали ЛДР за откривање таме на различитим нивоима. Овде смо додали два нивоа, када је потпуно мрак, лампица ће светлити пуним интензитетом, а када је полумрак, светлиће с 30% капацитета. Дакле, овде ћемо дизајнирати ову лампу да се УКЉУЧИ када је напајање наизменичном струјом ИСКЉУЧЕНО и када интензитет светлости у соби буде врло низак.
Компоненте потребне:
Овде користимо Распберри Пи 2 Модел Б са Распбиан Јессие ОС. Сви основни хардверски и софтверски захтеви су претходно разматрани, можете их потражити у Уводу Распберри Пи и Трепћући лампица Распберри ПИ за почетак, осим онога што нам треба:
- Кондензатор од 1000µФ
- 1ВАТТ ЛЕД (9 комада)
- + 12В затворена ЛЕАД АЦИД батерија
- Банка снаге 6000-10000мАХ
- + 5В ДЦ адаптер
- Лм324 ОП-АМП чип
- 4Н25 Оптоцоуплер
- ИРФЗ44Н МОСФЕТ
- ЛДР (отпорник зависан од светлости)
- ЛЕД (1 комад)
- Отпорници: 1КΩ (3 комада), 2.2КΩ, 4.7КΩ, 100Ω (2 комада), 10Ω (9 комада), 10КΩ, 100КΩ
- Пот од 10КΩ (3 комада) (сви отпорници су 0,25 вата)
Опис:
Пре уласка у Цирцуит Цоннецтионс и његовог рада, научићемо о компонентама и њиховој намени у колу:
ЛЕД лампица од 9 В:
Лампа се састоји од девет 1ватт диода. На тржишту су присутне различите врсте ЛЕД диода, али 1ВАТТ ЛЕД су лако доступни свуда. Ове ЛЕД раде на 3,6 В, па ћемо повезати три у серију заједно са заштитним диодама да раде на + 12 В. Ми ћемо повезати три од ових трака формирају на 9ВАТТ ЛЕД лампу. У складу с тим ћемо управљати овом лампом са Распберри Пи.
ЛДР (отпорник зависан од светлости) за откривање таме:
Користићемо ЛДР (отпорник зависан од светлости) за детекцију интензитета светлости у соби. ЛДР мења свој отпор линеарно са интензитетом светлости. Овај ЛДР биће повезан на делилац напона. Уз то ћемо имати променљиви напон који представља променљиви интензитет светлости. Ако је интензитет светлости НИЗАК, излазни напон ће бити ВИСОК, а ако ће интензитет светлости ако ВИСОКИ напон буде НИСАК.
Оп-појачало ЛМ324 ИЦ за проверу ЛДР излаза:
Распберри Пи нема интерни механизам АДЦ (аналогни у дигитални претварач). Дакле, ово подешавање се не може повезати директно са Распберри Пи. Користићемо компараторе засноване на ОП-АМП-у да бисмо проверили напонске излазе из ЛДР-а.
Овде смо користили оп-појачало ЛМ324 које у себи има четири оперативна појачала, а од та четири користили смо два оп-појачала. Тако ће наш ПИ моћи да детектује интензитет светлости на два нивоа. У зависности од ових нивоа подесићемо осветљеност ЛЕД лампе. Када је потпуно мрак, лампа ће сијати пуним интензитетом, а када буде полумрак, светлиће с 30% капацитета. На крају проверите Питхон код и видео да бисте их правилно разумели. Овде смо користили ПВМ концепт у Распберри Пи за контролу интензитета ЛЕД диода.
Распберри Пи има 26ГПИО, од којих се неки користе за посебне функције. Са посебним ГПИО-ом на страну, имамо 17 ГПИО-а. Сваки од 17 ГПИО пинова не може да прими напон већи од + 3,3 В, тако да излази Оп-појачала не могу бити већи од 3,3 В. Стога смо изабрали оптичко појачало ЛМ324, јер овај чип може радити на + 3.3В пружајући логичке излазе не више од + 3.3В. Овде сазнајте више о ГПИО пиновима Распберри Пи. Такође погледајте нашу серију лекција за Распберри Пи заједно са неким добрим ИоТ пројектима.
Адаптер за наизменичну и једносмерну струју за проверу АЦ линије:
Користићемо логику напона наизменичног напона за наизменичну и једносмерну струју да бисмо открили статус линије наизменичне струје. Иако постоје различити начини за откривање статуса АЦ линије, ово је најсигурнији и најлакши пут. Узет ћемо + 5В логику са адаптера и предати је Распберри Пи-у кроз коло делитеља напона да бисмо прикрили + 5В високу логику на + 3,3в ВИСОКУ логику. Погледајте шему кола за боље разумевање.
Повер Банк и 12в оловна батерија за напајање:
Имајте на уму да Распберри Пи мора да ради у недостатку напајања, па ћемо возити ПИ користећи Повер Банк (батеријски пакет 10000мАХ), а ЛЕД лампицу од 9ВАТТ напајаће + ЛЕВ АЦИД батерија затворена од 12В, 7АХ. ЛЕД лампу не може напајати напајање јер троши превише енергије, па се морају напајати из засебног извора напајања.
Распберри Пи можете напајати батеријом + 12В ако имате ефикасан претварач + 12В до + 5в. Помоћу тог претварача можете избацити банку напајања и напајати читав круг једним извором батерије.
Објашњење кола:
Кружни дијаграм Распберри Пи Емергенци Лигхт је дат у наставку:
Овде смо користили три од четири упоређивача унутар ЛМ324 ИЦ. Два од њих ће се користити за откривање нивоа интензитета светлости, а трећи за откривање нисконапонског нивоа + 12В батерије.
1. ОП-АМП1 или У1А: Негативни прикључак овог компаратора је опремљен са 1,2 В (подесите РВ2 да бисте добили напон), а позитивни прикључак повезан је на ЛДР мрежу разделника напона. Како сенка пада на ЛДР, њен унутрашњи отпор расте. Са порастом унутрашњег отпора ЛДР-а, пад напона на позитивном прикључку ОП-АМП1 расте. Једном када овај напон пређе 1.2В, ОП-АМП1 даје + 3.3В излаза. Овај ХИГХ логички излаз ОП-АМП-а ће открити Распберри Пи.
2. ОП-АМП2 или У1Б: Негативни прикључак овог компаратора је опремљен са 2,2 В (подесите РВ3 да бисте добили напон), а позитивни прикључак повезан је на ЛДР мрежу разделника напона. Како се сенка која пада на ЛДР даље повећава, њен унутрашњи отпор постаје још већи. Даљим порастом унутрашњег отпора ЛДР-а, пад напона на позитивном прикључку ОП-АМП2 расте. Једном када овај напон пређе 2,2В, ОП-АМП2 даје + 3,3В излаза. Овај ХИГХ логички излаз ОП-АМП-а ће открити Распберри Пи.
3. ОП-АМП3 или У1Ц: Овај ОП-АМП ће се користити за откривање ниског напона нивоа батерије од 12в. Негативни прикључак овог компаратора је опремљен са 2,1 В (подесите РВ1 да бисте добили напон), а позитивни прикључак повезан је на круг делича напона. Овај разделник дели напон батерије за 1/5,7 пута, тако да ћемо за напон батерије од 12,5 В имати 2,19 В на позитивном прикључку ОП-АМП3. Када напон акумулатора падне испод 12,0 В, напон на позитивном прикључку биће <2,1 В. Дакле, са 2.1в на негативном терминалу, ОП-АМП излаз је низак. Дакле, када напон батерије падне испод 12В (значи испод 2,1в на позитивном прикључку), ОП-АМП повуче излаз, ову логику ће открити Распберри Пи.
Објашњење:
Читава функција ове лампе за случај опасности Распберри Пи може се навести као:
Прво Распберри Пи открива да ли постоји наизменична струја или не, откривајући логику на ГПИО23, где се узима + 3,3 В са исправљача наизменичне струје. Једном када се напајање ИСКЉУЧИ, + 5В са адаптера се ИСКЉУЧУЈЕ и Распберри Пи прелази на следећи корак само ако је откривена ова ЛОВ логика, ако не, ПИ се неће пребацити на следећи корак. Ова НИСКА логика се дешава само када се наизменична струја ИСКЉУЧИ.
Следећи ПИ проверава да ли је ниво батерије ЛЕАД АЦИД НИСАК. Ову логику пружа ОП-АМП3 на ГПИО16. Ако је логика ЛОВ, онда ПИ не прелази на следећи корак. Са напоном батерије већим од + 12В, ПИ прелази на следећи корак.
Следећи Распберри Пи проверава да ли је мрак у соби ВЕЛИК, ову логику пружа ОП-АМП2 на ГПИО20. Ако је одговор да, ПИ пружа ПВМ (Пулсе Видтх Модулатион) излаз са радним циклусом од 99%. Овај ПВМ сигнал покреће оптички спрежник који покреће МОСФЕТ. МОСФЕТ напаја 9ВАТТ ЛЕД подешавање као што је приказано на слици. Ако нема потпуног мрака, ПИ прелази на следећи корак. Овде сазнајте више о ПВМ у Распберри Пи.
Затим Распберри Пи проверава да ли је мрак у соби НИСАК, ову логику пружа ОП-АМП1 на ГПИО21. Ако је одговор да, ПИ пружа ПВМ (Пулсе Видтх Модулатион) излаз са радним циклусом од 30%. Овај ПВМ сигнал покреће оптички спрежник који покреће МОСФЕТ. МОСФЕТ напаја 9ВАТТ ЛЕД подешавање као што је приказано на слици. Ако у соби постоји одговарајуће осветљење, Распберри Пи не пружа ПВМ излаз, тако да ће лампица бити потпуно ИСКЉУЧЕНА.
Дакле, да бисте укључили ову сијалицу за нужду, оба услова морају бити Тачно, значи да АЦ линија мора бити искључена и да у соби мора бити мрак. Јасно разумевање можете добити проверавањем комплетног Питхон кода и видеа у наставку.
Овој лампици за случај нужде можете даље додати још занимљивих функционалности и нивоа затамњености. Такође погледајте наше још кругова Повер Елецтроницс:
- 0-24в 3А променљиво напајање помоћу ЛМ338
- Круг пуњача за батерије од 12в помоћу ЛМ317
- Инвертерски круг од 12 до ДЦ до 220 в
- Круг пуњача за мобилни телефон