Bộ điều chỉnh kích hoạt hồng ngoại: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Một thiết bị phổ biến để xây dựng khi lần đầu tiên học cách xây dựng mạch là một loa điều khiển AC tạo ra tiếng ồn khủng khiếp. Có thể hiểu, điều này trở nên khá thú vị khi bạn thích chọc tức người khác bằng tiếng ồn nói trên. Tuy nhiên, thật không may, việc sử dụng loa này có phần hạn chế: cách duy nhất để chuyển đổi đầu ra là kết nối hoặc ngắt kết nối nguồn điện áp và một số loại điện áp AC là bắt buộc (loa không được kích hoạt bằng pin DC). Để có được điện áp AC từ pin DC đơn giản, chúng ta có thể sử dụng bộ hẹn giờ 555, mục đích của nó là xuất ra tần số AC dựa trên những điện trở nào được kết nối với các đầu nối chân của nó. Để tăng thêm tính linh hoạt cho thiết bị khó chịu này, các điện trở có thể được thay thế bằng chiết áp, có thể được điều chỉnh để thay đổi tần số đầu ra theo ý muốn. Một cách thông thường để kích hoạt đầu ra là sử dụng công tắc trượt; tuy nhiên, vì chúng tôi không bình thường, chúng tôi sẽ sử dụng một thứ gọi là cảm biến chuyển động PIR (Passive InfraRed). Cảm biến phát hiện những thay đổi về lượng bức xạ hồng ngoại (do con người phát ra) mà nó nhận được. Điều này sẽ cho phép người nói bất ngờ hét vào ai đó khi họ đi trước mạch điện. Ngoài việc là một dự án thú vị để xây dựng và làm phiền người khác, việc xây dựng và sử dụng mạch này sẽ giúp nâng cao hiểu biết về mạch và cách chúng hoạt động. Trong khi xây dựng mạch này, tôi đã học được rất nhiều về cảm biến chuyển động PIR và cách sử dụng nó đúng cách (thông qua thử nghiệm và sai sót). Ngoài ra, việc sử dụng nó sẽ nâng cao hiểu biết của bạn về 555 bộ định thời, do có thể chứng kiến đầu ra bị ảnh hưởng như thế nào khi các chiết áp được điều chỉnh. Tôi phải nói rằng tôi cũng khá ấn tượng với hệ số gây khó chịu cao của đầu ra, với khả năng tạo ra một phổ rộng các tiếng ồn khủng khiếp dựa trên cài đặt của chiết áp, từ tiếng rít cao đến tiếng kêu mài mòn (hoặc có lẽ là sự kết hợp của cả hai).

Bước 1: Vật liệu

Một loạt các dây

1 bộ đếm thời gian 555

1 bóng bán dẫn NPN

1 cảm biến PIR (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&psc=1 là một Tôi đã sử dụng)

2 chiết áp

1 tụ điện uF.01

1 tụ điện 1 uF

1 tụ điện 100 uF

1 loa 8 ohm

Bước 2: Lắp ráp

Mạch này lắp ráp tương đối đơn giản, chỉ với một mánh lới quảng cáo thực sự. Chúng tôi đặt bộ đếm thời gian 555 ở chế độ ổn định, với hai chiết áp được kết nối (trong sơ đồ, đây là các điện trở với cần gạt nước / mũi tên bên cạnh chúng). Điều này có nghĩa là bộ đếm thời gian sẽ xuất ra một tín hiệu không đổi khi có một điện trở nhất định. Khi chiết áp được xoay để tạo ra nhiều điện trở hơn, tần số của đầu ra. NPN đóng vai trò như một công tắc trong mạch này, với mục đích của nó là bảo vệ mạch khỏi dòng điện quá lớn, có thể làm hỏng các linh kiện. Chúng tôi sử dụng bóng bán dẫn thay vì điện trở vì điện trở sẽ giảm quá nhiều điện áp và ngăn tạo ra tiếng ồn có thể nghe được (điều này là do đầu ra của PIR không cao). Bản thân PIR là một phần phức tạp, vì các chân cắm không được gắn nhãn và rất khó kết nối với một breadboard bằng các chân của PIR. Nếu PIR của bạn giống với cái mà tôi có trong hình này (có thể, vì PIR được tiêu chuẩn hóa khá tốt), thì cực dương (Vcc) là chân bên cạnh diode (cấu trúc hình trụ nhỏ màu cam), với chân âm (nối đất) ở đầu đối diện và chân đầu ra ở giữa. Nếu không, có thể cần tìm bảng dữ liệu hoặc hướng dẫn về loại cảm biến cụ thể của bạn. Để kết nối chân cắm, tôi khuyên bạn nên kết nối cáp jumper với các chân cắm, vì nó cho phép các chân cắm hoạt động như dây và dễ dàng cắm vào breadboard.

Bước 3: Hoạt động

Vận hành mạch khá đơn giản đối với hầu hết các phần. Lúc đầu, loa sẽ phát ra tiếng bíp khi được bật (điều này là hoàn toàn bình thường). Vẫy tay hoặc đi bộ trước cảm biến sẽ làm tăng lượng bức xạ hồng ngoại được cảm biến phát hiện, phát ra tín hiệu ngắn và phát ra âm thanh khó chịu. Tần số của tín hiệu đầu ra có thể được thay đổi bằng cách xoay chiết áp. Đối với chiết áp quay, điện trở sẽ tăng khi xoay chiết áp ngược chiều kim đồng hồ; vì bộ định thời 555 ở chế độ ổn định, điều này có nghĩa là tần số sẽ tăng lên khi chiết áp được quay theo chiều kim đồng hồ (vì các điện trở được kết nối tỷ lệ nghịch với tần số đầu ra). Chiết áp được kết nối với ngưỡng cũng sẽ ảnh hưởng đến tần số gấp đôi tần số được kết nối với nguồn điện áp. Các thông số khác của mạch có thể được sửa đổi là thời gian kích hoạt và độ nhạy của mạch; chúng được điều khiển bởi hai núm màu cam trên cảm biến, có thể được thay đổi bằng cách xoay chúng bằng tuốc nơ vít. Núm vặn bên trái (trong hình trên) điều khiển độ trễ: PIR sẽ xuất tín hiệu trong bao lâu sau khi nó được kích hoạt. Xoay núm theo chiều kim đồng hồ sẽ tăng độ trễ trong khi xoay ngược chiều kim đồng hồ sẽ giảm độ trễ (tối thiểu khoảng 3 giây và tối đa 5 giây). Núm vặn bên phải điều chỉnh độ nhạy đối với những thay đổi của bức xạ hồng ngoại bằng cách tăng và giảm phạm vi mà nó kiểm tra những thay đổi trong tia hồng ngoại. Xoay núm độ nhạy theo chiều kim đồng hồ sẽ làm giảm độ nhạy trong khi xoay ngược chiều kim đồng hồ sẽ tăng độ nhạy (đối với các giá trị chính xác, phạm vi tối thiểu là khoảng 3m trong khi tối đa là khoảng 7m). Để biết thêm chi tiết về hoạt động, hãy kiểm tra liên kết này:

Bước 4: Khắc phục sự cố (Phần thú vị…)

Dưới đây là một số vấn đề phổ biến (tất cả đều mà tôi đã gặp phải) có thể khiến người khác không muốn phá vỡ mạch này:

1. Nếu loa không hoạt động:

-Kết nối nguồn điện áp với PIR và đợi khoảng 30 giây. PIR phải ổn định một chút và "cảm nhận được" khu vực xung quanh (phát hiện nhiệt độ cục bộ, lượng bức xạ IR, v.v.) trước khi nó có thể hoạt động bình thường.

-Kiểm tra để thấy rằng các chân của cảm biến PIR không bị hỏng (điều này khó có thể xảy ra với bạn vì tôi đã hướng dẫn bạn sử dụng cáp jumper; lần đầu tiên, tôi đã cố gắng cắm PIR vào breadboard bằng cách uốn cong các chân, nhưng điều này không hoạt động tốt).

2. Nếu loa phát ra tín hiệu liên tục thay vì được kích hoạt bởi tia hồng ngoại:

-Kiểm tra đứt dây giữa PIR và đế của bóng bán dẫn. Điều này có thể khiến PIR bị cắt hoàn toàn khỏi mạch.

3. Loa hoạt động, nhưng dường như bị tắt vào những thời điểm ngẫu nhiên:

-Có thể bạn đang ở trong một căn phòng tương đối đông đúc và bận rộn, điều này gây ra sự thay đổi thường xuyên về lượng tia hồng ngoại nhiệt mà cảm biến có thể nhận được. Thử điều chỉnh núm độ nhạy (núm màu cam đối diện với chân cắm, không phải núm đối diện với diode) bằng tuốc nơ vít (vặn ngược chiều kim đồng hồ sẽ khiến nó kém nhạy hơn). Tuy nhiên, nói chung, mạch này hoạt động hiệu quả nhất ở những khu vực vắng vẻ, yên tĩnh, nơi ai đó tình cờ đi ngang qua và tự hỏi âm thanh kỳ lạ đó là gì.

Nếu không có vấn đề nào trong số này được tìm thấy, có thể đó là một thành phần hoặc dây bị hỏng ở đâu đó. Lựa chọn duy nhất là kiểm tra các thành phần khác nhau để xem chúng có hoạt động khi cần thiết hay không và thay thế chúng nếu không. Hãy chắc chắn rằng bóng bán dẫn đang hoạt động cụ thể vì các chân của nó có thể khá mỏng manh và dễ bị hỏng nếu chúng bị uốn cong quá nhiều.