¿Cómo diseñar un circuito de lámpara nocturna autónoma?

Son pocas las personas que adoptan las últimas técnicas de automatización en sus hogares. En esta era moderna, las personas deberían optar por las últimas técnicas de automatización para hacerles la vida más fácil. Normalmente en nuestros hogares encendemos y apagamos las luces manualmente. Esto suele ocurrir por la noche, cuando nos acostamos a dormir. El calentamiento global es un problema grave en estos días y se debe fomentar cualquier cosa que contribuya a minimizar el calentamiento global. Las bombillas de bajo consumo utilizadas en el pasado producían carbono que era peligroso para la salud. Con el avance de la tecnología, La luz emite diodos (LED) se inventaron y produjeron menos carbono y, por lo tanto, contribuyeron a minimizar el calentamiento global. La demanda de LED está aumentando rápidamente hoy en día porque no son muy costosos y duran más. En este proyecto, explicaré los circuitos y el principio de funcionamiento de una lámpara de noche que utilizará LED de alta potencia. Los LED están encendidos EN por la noche y se encienden automáticamente APAGADO durante el día.

¿Cómo ensamblar una resistencia dependiente de la luz con otros componentes electrónicos?

El mejor enfoque para comenzar cualquier proyecto es hacer una lista de componentes y realizar un breve estudio de estos componentes porque nadie querrá quedarse en medio de un proyecto solo porque falta un componente. Se prefiere la placa PCB para ensamblar el circuito en hardware porque si ensamblamos los componentes en la placa, pueden desprenderse de ella y el circuito se acortará, por lo que se prefiere la PCB.

Paso 1: Componentes necesarios (hardware)

Paso 2: Componentes necesarios (software)

Después de descargar Proteus 8 Professional, diseñe el circuito en él. He incluido aquí simulaciones de software para que sea conveniente para los principiantes diseñar el circuito y realizar las conexiones adecuadas en el hardware.

Paso 3: estudiar los componentes

Como ahora conocemos la idea principal detrás del proyecto y también tenemos una lista completa de todos los componentes, avancemos un paso y realicemos un breve estudio de todos los componentes.

Resistencia dependiente de la luz: Un LDR es una resistencia dependiente de la luz que varía su resistencia con la intensidad de la luz. Un módulo LDR puede tener un pin de salida analógica, un pin de salida digital o ambos. la resistencia del LDR es inversamente proporcional a la intensidad de la luz, lo que significa que cuanto mayor sea la intensidad de la luz, menor será la resistencia del LDR. La sensibilidad del módulo LDR se puede cambiar usando una perilla potenciómetro en el módulo.

Transistores de potencia: Un transistor puede realizar dos tareas. En un circuito, puede funcionar como un amplificador o como interruptor. Si funciona como amplificador, toma una cantidad muy pequeña de corriente del lado de entrada y amplifica esa corriente en el lado de salida. Si está funcionando como cambiar una pequeña corriente eléctrica que fluye a través de una parte del transistor puede hacer que una corriente más grande fluya a través de la otra parte. Un transistor normal se usa en circuitos simples donde se maneja una pequeña cantidad de corriente y un transistor de potencia se usa en circuitos complejos donde manejamos una gran cantidad de corriente. Un transistor de potencia puede transportar grandes cantidades de corriente sin explotar. Por lo general, los transistores de potencia tienen disipadores de calor instalados para que puedan absorber el calor excesivo y evitar el calentamiento del transistor.

Placa de circuito impreso: La placa PCB se utiliza para diseñar los circuitos electrónicos. En la parte superior de la PCB hay una fina capa de lámina de cobre que es responsable de la conductividad. La PCB puede ser de una cara, de dos caras o de varias capas. El grabado químico que se explica a continuación divide esa capa de cobre en líneas conductoras separadas denominadas como rastros. Primero se crea un circuito en el software y luego, después de obtener la impresión de ese circuito, se pega en la placa PCB con la ayuda de Iron. El principal beneficio de una PCB es que los componentes están soldados a la placa y no se desprenden de ella hasta que se desoldan manualmente.

A antes de Cristo547 es un transistor NPN. Entonces, cuando el pin de la base se mantiene en tierra, el colector y el emisor se invertirán y cuando la señal se proporciona a la base, el colector y el emisor tendrán polarización directa. El valor de ganancia de este transistor oscila entre 110 y 800. La capacidad de amplificación del transistor está determinada por este valor de ganancia. No podemos conectar la carga pesada a este transistor porque la cantidad máxima de corriente que puede fluir a través del pin colector es casi 500 mA. Se debe aplicar corriente al pin de la base para polarizar el transistor, esta corriente (I_B) debe limitarse a 5 mA.

Paso 4: comprender el principio de funcionamiento

El circuito funciona con una batería de 9 V CC. Sin embargo, también se puede utilizar un adaptador de CA a CC para alimentar este circuito porque nuestro requisito es 9 V CC. El transistor BC547 funciona en modo de saturación en este circuito. Se utilizan con fines de conmutación en este circuito y son responsables de encender y apagar los LED. Hay veinticinco LED de alta potencia en el circuito, por lo tanto, aquí se usa un transistor de potencia porque puede manejar una gran cantidad de corriente y se instala un disipador de calor para que el calor se disipe en el aire a través de ese disipador de calor y El transistor no se calienta. La luminosidad de estos LED de Alta Potencia equivale a la de una bombilla fluorescente que es suficiente e ilumina la estancia. El circuito se montará sobre PCB y los LED deben colocarse a una distancia prudencial para que no haya posibilidades de cortocircuito y la luz quede muy bien distribuida en la habitación.

Paso 5: funcionamiento del circuito

El circuito está diseñado de tal forma que los LED de Alta Potencia son los encargados de controlar la intensidad lumínica del circuito. La resistencia dependiente de la luz juega un papel vital en el circuito. Es responsable de girar EN y APAGADO los LED. El LDR sigue el principio de fotoconductividad. La resistencia del LDR varía cuando la luz incide sobre él. Cuando la luz incide sobre LDR su resistencia disminuye y cuando se coloca en la oscuridad su resistencia aumenta. Por tanto, la conmutación de los LED depende de la resistencia del LDR. En el circuito se utilizan veinticinco LED. En la primera conexión se disponen cinco LED en serie y junto con eso se realizan cinco conexiones en paralelo y cada conexión tiene cinco LED dispuestos en serie.

Paso 6: Simular el circuito

Antes de realizar el circuito es mejor simular y examinar todas las lecturas en un software. El software que vamos a utilizar es el Suite de diseño Proteus. Proteus es un software en el que se simulan circuitos electrónicos:

1. Después de descargar e instalar el software Proteus, ábralo. Abra un nuevo esquema haciendo clic en Estado Islámico icono en el menú.
   

   

2. Cuando aparezca el nuevo esquema, haga clic en el PAG icono en el menú lateral. Esto abrirá un cuadro en el que podrá seleccionar todos los componentes que se utilizarán.
   

   

3. Ahora escriba el nombre de los componentes que se utilizarán para realizar el circuito. El componente aparecerá en una lista en el lado derecho.
   

   

4. De la misma manera que arriba, busque todos los componentes. Aparecerán en el Dispositivos Lista.
   

   

Paso 7: Diagrama del circuito

Después de ensamblar los componentes y cablearlos, el diagrama del circuito debería verse así:

Paso 8: hacer un diseño de PCB

Como vamos a crear el circuito de hardware en una PCB, primero debemos hacer un diseño de PCB para este circuito.

1. Para realizar el diseño de PCB en Proteus, primero debemos asignar los paquetes de PCB a cada componente del esquema. para asignar paquetes, haga clic derecho en el componente al que desea asignar el paquete y seleccione Herramienta de embalaje.
2. Haga clic en la opción ARIES en el menú superior para abrir un esquema de PCB.
   

   

3. Desde la Lista de componentes, coloque todos los componentes en la pantalla en el diseño que desee que se vea su circuito.
4. Haga clic en el modo de seguimiento y conecte todos los pines que el software le indica que conecte apuntando con una flecha.

Paso 9: ensamblar el hardware

Como ahora hemos simulado el circuito en el software y está funcionando perfectamente bien. Ahora avancemos y coloquemos los componentes en la PCB. Una PCB es una placa de circuito impreso. Es un tablero totalmente recubierto de cobre por un lado y totalmente aislante por el otro. Hacer el circuito en la PCB es comparativamente un proceso largo. Después de simular el circuito en el software y realizar el diseño de la PCB, el diseño del circuito se imprime en papel manteca. Antes de colocar el papel manteca en la placa PCB, use un raspador para frotar la placa de modo que la capa de cobre en la placa disminuya desde la parte superior de la placa.

Luego se coloca el papel manteca sobre la placa PCB y se plancha hasta que el circuito quede impreso en la placa (tarda aproximadamente cinco minutos).

Ahora, cuando el circuito está impreso en la placa, se sumerge en FeCl.₃ solución de agua caliente para eliminar el exceso de cobre de la placa, solo quedará el cobre debajo del circuito impreso.

Después de eso, frote la placa PCB con el raspador para que el cableado quede prominente. Ahora taladre los agujeros en los lugares respectivos y coloque los componentes en la placa de circuito.

Suelde los componentes en la placa. Finalmente verifique la continuidad del circuito y si se presenta discontinuidad en algún lugar desolde los componentes y vuelva a conectarlos. Aplique una pistola de pegamento caliente en los terminales del circuito para que la batería no se suelte si se aplica presión.

Paso 10: Probar el circuito

Ahora nuestro hardware está completamente listo. Coloque los herrajes en un lugar adecuado sobre la mesa auxiliar de la cama y observe el funcionamiento del circuito durante la noche. Si los LED están encendidos EN en la oscuridad eso significa que nuestro circuito está funcionando correctamente. Este hardware también se puede fijar en la pared o en cualquier lugar apropiado cerca de la cama para que haya mucha luz en la habitación y si alguien quiere consultar la hora en el teléfono móvil puede hacerlo fácilmente. La duración de la batería puede disminuir después de un tiempo, por lo que debe controlarse continuamente y reemplazarse cuando se seque.