Automatic Staircase Light - Đèn cầu thang tự động
Circuit Diagram and Working Explanation
Components Required
Hardware:
ATMEGA32
Power supply (5v),
AVR-ISP PROGRAMMER
100uF capacitor
LED
220Ω, 1KΩ resistors
LDR(Light Dependent Resistor)
100KΩ pot or preset,
Any motion sensor module (HC-SR501)
2WATT LED
TIP122 transistor.
Software:
Atmel studio 6.1
Progisp or flash magic
Chúng ta đều biết rằng một trong những vị trí xảy ra tình trạng lãng phí điện năng nhiều nhất trong gia đình và văn phòng chính là cầu thang. Chúng tôi thường bật đèn ở cầu thang và bỏ đi một cách vội vàng. Trong dự án này, chúng tôi sẽ thiết kế một đèn cầu thang hoạt động bằng pin và chỉ bật đèn khi có người ở đó. Mạch này có thể được sử dụng để tiết kiệm điện và nó có thể được sử dụng như một đèn dự phòng khẩn cấp.
Mạch hoạt động trên hai điều kiện - một là có ánh sáng ở vị trí của nó và thứ hai là có con người, chỉ khi đáp ứng hai điều kiện này, bộ điều khiển mới BẬT đèn dự phòng.
Hai điều kiện này được kiểm tra bởi hai cảm biến, một là LDR và một là mô-đun cảm biến Chuyển động PIR. LDR cảm nhận sự hiện diện của ánh sáng và Cảm biến chuyển động phát hiện sự hiện diện của con người trong phạm vi của nó.
Hình ảnh bên trái hiển thị cảm biến LDR (Điện trở phụ thuộc ánh sáng) và hình ảnh bên phải hiển thị cảm biến PIR hoặc Mô-đun cảm biến chuyển động. Cảm biến PIR về cơ bản là một IR (Bộ thu hồng ngoại). Nó bao gồm bộ thu IR nhạy cảm phát hiện ra tia IR (Hồng ngoại) trong khu vực của nó.Chúng ta biết rằng mọi sinh vật sống đều phát ra tia IR và cơ thể con người cũng vậy. Bất cứ khi nào có người trong vùng mô-đun cảm biến, nó sẽ phát hiện sự hiện diện của tia IR.
Bất cứ khi nào con người hiện diện trong vùng cảm nhận của mô-đun, cảm biến sẽ nhận các thay đổi IR khi cơ thể con người phát ra các tia IR, vì vậy giờ đây những thay đổi này của IR được mô-đun thu nhận được lọc bằng điện tử trong mô-đun và báo hiệu những thay đổi trong IR, Một xung được tạo ra bởi mô-đun. Xung này có thời lượng 5 giây theo mặc định.
Vì vậy, bất cứ khi nào con người vượt qua vùng cảm nhận của mô-đun, nó sẽ tạo ra một xung 5 giây. Vì vậy, sự hiện diện của con người được phát hiện bởi các tia IR bởi mô-đun này.
Mô-đun cảm biến chuyển động sẽ có hai bình hoặc cài đặt trước, một trong số chúng là để điều chỉnh vùng cảm nhận của mô-đun và thứ hai là để thay đổi thời gian phát ra xung cao khi phát hiện chuyển động. Thời gian của xung có thể được điều chỉnh từ vài giây đến vài phút. Bạn có thể hiểu thêm về nó bằng mạch cảm biến PIR này.
LDR trong mạch này hoạt động như một biến trở. Điện trở của LDR thay đổi dựa trên cường độ ánh sáng. Khi ánh sáng chiếu vào LDR thấp, điện trở của LDR sẽ cao. Khi ánh sáng giảm trên LDR cao, điện trở trên các đầu cuối của LDR sẽ rất thấp so với khả năng chống ánh sáng yếu.
Như trong mạch đèn cầu thang tự động ở trên, ở đây không cần kết nối pha lê bên ngoài. Vì ATMEGA hoạt động trên 1MHz nội bộ, bộ dao động Điện trở-Tụ điện theo mặc định. Chỉ khi độ chính xác của đồng hồ là cần thiết, vì ứng dụng đếm độ chính xác cao, pha lê bên ngoài mới được đính kèm. Khi bộ điều khiển được mua lần đầu tiên, nó được hợp nhất để hoạt động trên tinh thể bên trong theo mặc định.
Bộ điều khiển ở đây sẽ luôn kiểm tra hai điều:
Sự hiện diện của bóng tối
Phát hiện chuyển động
Như chúng ta đã thảo luận khi ánh sáng yếu, điện trở của LDR sẽ cao, bây giờ khi quan sát chúng ta có thể biết có một bộ chia điện áp được hình thành bởi LDR và nồi 100K, khớp giữa của bộ chia điện áp được lấy làm tham chiếu và được kết nối với PB1 của bộ điều khiển. Bạn có thể tìm hiểu thêm về nguyên lý hoạt động của LDR trong mạch LDR này.
Bây giờ nếu có ánh sáng yếu, điện trở của LDR sẽ cao và do đó điện áp chia sẻ trong nhánh phân áp thay đổi, Do điện trở cao, điện áp trên LDR sẽ cao hơn so với nồi 100K, và do đó điện áp tại điểm giữa giảm mạnh và sự sụt giảm này có thể dễ dàng cảm nhận được bằng bộ điều khiển. Vì vậy, bất cứ khi nào bóng tối đến, bộ điều khiển sẽ nhận tín hiệu. Tín hiệu này thỏa mãn điều kiện đầu tiên. Hiểu thêm về LDR trong mạch phát hiện bóng tối này.
Với sự hiện diện của chuyển động, sẽ có xung tại PB0 của bộ điều khiển được tạo ra bởi mô-đun cảm biến chuyển động như chúng ta đã thảo luận trước đó.
Khi hai điều kiện này được đáp ứng, bộ điều khiển được hướng dẫn để báo hiệu bóng bán dẫn NPN để điều khiển đèn LED nguồn.
// C program for Automatic Staircase Light
#include <avr/io.h> //header to enable data flow control over pins
#define F_CPU 1000000 //telling controller crystal frequency
#include <util/delay.h> //header to enable delay function in program
int main(void)
{
DDRB = 0b11111100; //PB0,PB1 are used as inputs and reset are used as outputs
int x=0; // taking a integer
while(1)
{
if (bit_is_clear(PINB,1)) // In presence of darkness (When there is darkness pin goes low)
{
if (bit_is_set(PINB,0)) //When there is motion (motion sensor gives high output on presence of human being)
{
x=1; //set x when both conditions are satified
}
}
if (x==1) //when x is set
{
PORTB |=(1<<PINB2); //trigger transistor to drive power led
_delay_ms(220); //wait 220ms (can be changed for higher duartion)
PORTB &=~(1<<PINB2); //turn on transistor trigger
x=0; // reset x
}
}
}