Wie erstelle ich einen automatisierten Waschraum-Lichtschalterschaltkreis?

Im gegenwärtigen Jahrhundert wird die Automatisierung in fast allen Bereichen eingesetzt. Automatisierungssysteme werden in Büros, Wohnungen, Geschäften, Märkten, Arbeitsplätzen usw. installiert. In diesem Wettlauf der Technologie sollte jeder die neuesten Automatisierungssysteme wählen, um sein Leben einfacher zu machen. Normalerweise schalten wir in unseren Häusern das Licht physisch EIN und AUS. Wie gut ist es, wenn das Licht in dem Moment ein- oder ausgeht, wenn Sie eine Tür öffnen oder schließen.

In diesem Projekt zeige ich Ihnen, wie Sie am besten eine einfache automatische Waschraum-Lichtschalterschaltung planen und herstellen, die folglich das Licht beim Betreten des Waschraums ein- und beim Verlassen ausschaltet. Durch die Mechanisierung dieses Prozesses ergeben sich zahlreiche Vorteile, wie zum Beispiel, dass der Einzelne nicht daran denken muss, das Licht auszuschalten oder wann immer er den Waschraum benutzt. Die Schaltung, die Sie gleich kennen werden, erledigt dies automatisch für diese Person. Der Stromkreis soll außerdem weniger Strom verbrauchen, sodass der Stromkreis in jeder Familieneinheit oder in offenen Waschräumen verwendet werden kann, ohne sich über die Stromrechnung zu quälen.

Wie automatisiere ich Waschraumbeleuchtung?

Wir schalten das Licht in unserem Waschraum ein, wenn wir ihn betreten, und schalten sie aus, wenn wir ihn verlassen. Manchmal vergessen wir, das Licht auszuschalten, nachdem wir den Waschraum verlassen haben. Dies kann zu Stromverschwendung führen und außerdem kann sich die Lebensdauer der Lampen verkürzen. Um eine strategische Distanz zu diesen Problemen zu wahren, werde ich Ihnen den besten Weg zeigen, um eine einfache Schaltung zu erstellen, die folglich das Licht anschaltet, wenn eine Person den Waschraum betritt, und sie automatisch ausschaltet, wenn sie diesen verlässt.

Schritt 1: Sammeln der Komponenten

Wenn Sie Unannehmlichkeiten während eines Projekts vermeiden möchten, ist es am besten, eine vollständige Liste aller Komponenten zu erstellen, die wir verwenden werden. Der zweite Schritt, bevor Sie mit dem Erstellen der Schaltung beginnen, besteht darin, alle diese Komponenten kurz zu studieren. Eine Liste aller Komponenten, die wir in diesem Projekt benötigen, finden Sie unten.

Schritt 2: Studium der Komponenten

EIN Reed-Schalter ist ein elektronischer Schalter, der aufgrund des angelegten Magnetfelds funktioniert. Ein Paar ferromagnetischer flexibler Meta-Reed-Kontakte wird verwendet, um den Reed-Schalter zu konstruieren. Diese Meta-Reeds-Kontakte sind in einer hermetisch verschlossenen Glashülle geschlossen. Die Kontakte sind normalerweise normalerweise geöffnet, wenn ein Magnetfeld angelegt wird, gehen die Kontakte in den geschlossenen Zustand oder es kann anders herum sein. Typischerweise wird eine Nickel-Kupfer-Legierung verwendet, um diese Kontakte herzustellen, da sie sehr leicht zu magnetisieren sind. Die meisten Reedschalter haben zwei ferromagnetische Kontakte. Einige von ihnen haben nur einen ferromagnetischen Kontakt und der andere ist nicht magnetisch. Die Funktion eines Reed-Schalters entspricht der Funktion eines Relais.

LM741ist ein Operationsverstärker-IC. Normalerweise kann es die meisten analogen Operationen ausführen. Die Spannungsverstärkung dieses ICs ist sehr hoch, etwa 104, was es ihm ermöglicht, in weiten Spannungsbereichen zu arbeiten, was ihn zum am meisten bevorzugten Operationsverstärker macht. Es wurde entwickelt, um viele mathematische Operationen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division, Differenzierung usw. durchzuführen, indem eine Rückkopplungsschaltung mit Hilfe eines Widerstands oder eines Kondensators erstellt wird. Es wird auch für Verstärkungs- und Vergleichszwecke verwendet. Im IC sind auch ein Kurzschlussschutz und eine interne Frequenzkompensatorschaltung eingebaut. Sein Name 741 weist darauf hin, dass er 7 funktionale Pins hat, von denen 4 Input und 1 Pin für den Output sind. Dieser Operationsverstärker wird mit drei Formfaktoren geliefert: 8 Pin DIP Package, TO5-8 Metal Can Package, 8 Pin SOIC.

CD4017 ist ein CMOS-Dekadenzähler-IC. An Stellen, an denen eine Zählung im unteren Bereich durchgeführt werden soll, wird dieser IC verwendet. Es kann im Bereich von 0 bis 10 arbeiten. Platinenplatz und Zeit, die zum Herstellen der Schaltung erforderlich sind, werden reduziert, wenn dieser IC verwendet wird. Die Eingangsversorgungsspannung für diesen IC beträgt 3 bis 15 V. Es ist kompatibel mit Transistor-Transistor-Logik (TTL). Die Taktfrequenz dieses ICs beträgt 5MHz. Dieser IC hat ein breites Anwendungsspektrum. Es wird in der Automobilindustrie verwendet, bei der Herstellung von medizinischen elektronischen Geräten, Alarmen und elektronischen Instrumenten.

Ein Relaismodul ist ein Schaltgerät. Es funktioniert in zwei Modi, Normalerweise offen (NEIN) und Normalerweise Geschlossen (NC). Im NO-Modus ist der Stromkreis immer unterbrochen, es sei denn, Sie senden über Arduino ein HIGH-Signal an das Relais. Der NC-Modus funktioniert umgekehrt, der Stromkreis ist immer geschlossen, es sei denn, Sie schalten das Relaismodul ein. Stellen Sie sicher, dass Sie das Pluskabel Ihres Elektrogeräts wie unten gezeigt an das Relaismodul anschließen.

Veroboard ist eine gute Wahl, um eine Schaltung zu erstellen, da das einzige Problem darin besteht, Komponenten auf der Vero-Platine zu platzieren und sie einfach zu löten und die Kontinuität mit dem digitalen Multimeter zu überprüfen. Sobald das Schaltungslayout bekannt ist, schneiden Sie die Platine auf eine angemessene Größe. Legen Sie dazu das Brett auf die Schneidematte und ritzen Sie mit einer scharfen Klinge (sicher) und unter Beachtung aller Sicherheitsvorkehrungen die Ladung mehr als einmal oben und unten entlang der geraden Kante (5- oder mehrfach) überlaufend an die Öffnungen. Legen Sie anschließend die Komponenten dicht auf die Platine, um eine kompakte Schaltung zu bilden, und verlöten Sie die Pins entsprechend den Schaltungsverbindungen. Versuchen Sie bei einem Fehler, die Anschlüsse zu entlöten und erneut zu verlöten. Überprüfen Sie abschließend die Kontinuität. Führen Sie die folgenden Schritte durch, um eine gute Schaltung auf einem Veroboard zu erstellen.

Schritt 3: Arbeiten der Schaltung

Bevor ich mit der Arbeit der Schaltung fortfahre, werde ich zunächst die zu erwartende Anordnung dieser Schaltung klären. Der Reed-Schalter wird am Eingang an der Tür befestigt, während der Magnet am Eingang befestigt wird. Dies bedeutet, dass sich der Reed-Schalter ständig in einem geschlossenen Zustand befindet, da die Tür geschlossen ist, wenn der Waschraum nicht benutzt wird (was als Anfangsphase akzeptiert wird) und sich der Magnet in der Nähe des Schalters befindet.

Angenommen, Sie haben die Tür geöffnet und sind in den Waschraum gegangen und haben danach die Tür hinter sich geschlossen. Bei dieser Aktivität wird der Schalter geöffnet (wenn die Tür zuerst geöffnet wird) und geschlossen (wenn Sie die Tür schließen).

Dementsprechend geht der Ausgang des Operationsverstärkers auf HIGH (wenn Sie die Tür öffnen) und dann auf LOW (wenn Sie die Tür schließen). Dadurch erzeugt der Zähler an seinem Pin 2 einen HIGH-Ausgang. Da Pin 2 von CD4017 mit einem Relais verbunden ist, wird das Licht eingeschaltet.

Derzeit werden Sie, wenn Sie mit Ihrem Geschäft im Waschraum fertig sind, tatsächlich die Tür öffnen, den Waschraum verlassen und die Tür schließen. Diese Aktivität wird in der Tat eine ähnliche Aktivität verursachen, zum Beispiel wird der Schalter geöffnet und geschlossen und der Ausgang des Op-Amp wird HIGH und danach LOW sein.

Wie auch immer, da der Pin 4 des CD4017 dem Reset-Pin zugeordnet ist, wird jeder Ausgang als LOW ausgegeben, und von nun an schaltet sich das Relais aus, wodurch das Licht ausgeschaltet wird.

Schritt 4: Zusammenbau der Komponenten

Der Operationsverstärker LM714 ist die erste wichtigste Komponente, die in der Schaltung verwendet wird. Es wird im Komparatormodus verwendet. Pin2 ist der invertierende Pin des Operationsverstärkers und wird von zwei 10k-Ohm-Widerständen eingegeben. Der Reed-Schalter ist so angeschlossen, dass ein Pin mit einer 5V-Versorgung und der andere mit der Basis eines PNP-Transistors verbunden ist. Ein Widerstand wird verwendet, um die Basis des Transistors nach unten zu ziehen. Der nicht invertierende Pin des Operationsverstärkers ist mit dem Emitter des Transistors verbunden, während der Kollektor mit 5 V verbunden ist. Pin1 des LM741 ist mit dem Clock-Pin des Zähler-ICs verbunden. Pin2 des Zähler-ICs ist mit dem Relais verbunden und Pin15 ist mit Pin4 verbunden.

Da wir nun die Hauptverbindungen und auch den gesamten Kreislauf unseres Projekts kennen, lassen Sie uns weitermachen und mit der Herstellung der Hardware unseres Projekts beginnen. Eines muss beachtet werden, dass die Schaltung kompakt sein muss und die Komponenten so nah platziert werden müssen.

1. Nehmen Sie ein Veroboard und reiben Sie seine Seite mit der Kupferbeschichtung mit einem Schaberpapier ab.
2. Platzieren Sie nun die Komponenten vorsichtig und nah genug, damit die Größe der Schaltung nicht sehr groß wird
3. Stellen Sie die Verbindungen vorsichtig mit Lötkolben her. Wenn beim Herstellen der Verbindungen ein Fehler unterlaufen ist, versuchen Sie, die Verbindung zu entlöten und die Verbindung wieder ordnungsgemäß zu verlöten, aber am Ende muss die Verbindung fest sein.
4. Sobald alle Verbindungen hergestellt sind, führen Sie einen Durchgangstest durch. In der Elektronik ist die Durchgangsprüfung die Überprüfung eines elektrischen Stromkreises, um zu überprüfen, ob Strom in dem gewünschten Pfad fließt (dass es sich mit Sicherheit um einen Gesamtstromkreis handelt). Eine Durchgangsprüfung wird durchgeführt, indem eine kleine Spannung (verdrahtet in Verbindung mit einer LED oder einem wirbelerzeugenden Teil, z.
5. Wenn der Durchgangstest bestanden ist, bedeutet dies, dass die Schaltung wie gewünscht angemessen ausgeführt ist. Es kann jetzt getestet werden.

Die Schaltung sieht wie im Bild unten aus:

Schritt 5: Testen der Schaltung

Führen Sie die folgenden Schritte durch, um Ihre Schaltung zu testen.

1. Schalten Sie den Stromkreis ein, nachdem Sie die Verbindungen hergestellt haben.
2. Öffne die Tür zum Waschraum und betrete sie. Schließen Sie nun die Tür.
3. Das Licht wird eingeschaltet.
4. Öffnen Sie nun die Tür wieder und verlassen Sie den Waschraum. Schließen Sie die Tür wieder.
5. Das Licht geht aus.