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【开源日记】宿舍断电自动关灯设备

前言

??一个多月前,早上再次被灯光唤醒后,我随便吐槽了学校断电的骚操作,但转念一想,为什么不能做一个断电后自动打开开关的装置呢?于是开始了一个多月的低成本发展过程。

思路分析

??首先分析一下思路:熄灯后自动打开开关,首先要检测光线的变化,也就是需要一个传感器。二是开关拨号操作,虽然也可以考虑撬开开关,然后强行连接继电器,然后控制,但不敢移动线路(不难,主要害怕短路,然后由宿舍管理),二是继电器选择问题,成本和安全不能保证。所以它使用机械动作来拨动开关,所以需要一个。既然有舵机,就需要给舵机配置一个

确定选型

??综合以上思路,开始选型。 ??打开淘宝,搜索光传感器,发现大部分都是用来卖的光电二极管实现光检测,找到卖方附有的电路图: 请添加图片描述 ??第一个想法是:仅此而已?那还是你自己的一个!所以我花了几美元买了几个核心设备——光电二极管(光敏二极管),平均价格不到成品的十分之一,你也可以画自己的板,超值! ??然后是舵机。找一个剩下的游戏。舵机,这样: ??确定选型后,下一步就是真正开始实施计划,也是我踩坑的开始。

踩坑记录

1. 用555定时器控制舵机?

??在参加各种科技创新创新比赛,舵机都是用单片机控制的,但是用单片机控制这个小玩意有点浪费。所以我试图找到其他方法。 ??众所周知,舵机的控制原理实际上是输入它T=20ms,T_on = 0.5~2.5ms脉冲波,在这种情况下,为什么不使用最简单的555定时器呢?先模拟阻力的大致值,然后在面包板上调整参数表。为了使效果更直观,我还借了一个示波器来看波形。 ??然而,用555定时器搭建电路非常尴尬地发现,电流不足似乎导致电压不稳定?然后加电容,但一直加到670μF还是一样的结果,查了一些资料,发现B站上一位大佬一样的电路(舵机不一样)舵机转得非常稳定,私信他也没有得出什么帮助。于是陷入了死局。 ??最后,在同学的提醒下,采用了低端单片机——,SOP-8的封装,8个引脚却拥有两个定时器、一个10位ADC等外设,而价格也就2块钱一片,堪称! ??确定单片机型号后,下一步就是看手册、编程的过程,不再赘述。

2. 用升压电路减少电池数量?

??事实上,在最初制定的计划中,我只想使用它但舵机和STC所有单片机都是5V,没有办法,只能再加一个。 ??查阅相关资料后,我首先想到的是最常用的,然后先整个仿真,Proteus 8.10 在寻找信息的过程中,发现了一个使用74026非门实现升压的电路,基本功真的很好!

原始链接(暂时未找到)

??仿真似乎没有问题,但打板后焊接发现问题,虽然datasheet输入电压大于3V,但是,因为试了5V是能升到12V以上。无奈,这个计划也要放弃。 ??第二次尝试是直接在淘宝上搜索升压电路,买一个基于据说现成的升压模块可以输出2A,试了试,发现升压没问题,输出5V很稳定,但是不知道为什么带不动300mA舵机,去店里询问,客服咨询技术后来回是回复:2A这是最大的电流,不能带电机。它不能解决争吵的问题。无助,这个计划也必须放弃。 ??最后,我别无选择,只能把比赛剩下的干电池翻出来,凑了四个,终于不需要升压模块了,电源问题就解决了。

3. 光电二极管需要聚光吗?

??众所周知,光电二极管实际上是一个光敏开关。光线越强,导电阻越小,因此可以根据光的强度获得不同的电压输出。然后输入到比较器中,以获得明暗二值。 ??一开始,我担心光线可能不够强,是否需要设置一个聚光结构,甚至买一个特殊的镜头。但最终的实验发现,光问题可以通过调整阈值来实现。熄灯和开灯之间的亮度差别足够大,不会出现单阈值抖动的问题。所以根本不需要镜头,所以电路板可以更简单。

4. 为什么比较器不能输出高电平?

??根据淘宝上的电路图,我设计了一个光敏部分的电路: 这里有两个注意点:

  • 淘宝上的图片似乎恰恰相反。我不知道它是否可行,但上面的电路图必须是正确的(光电二极管和普通二极管一样,长脚是正的)
  • 这个问题比较尴尬,很久没画电路了,忽略了这个细节。

5. 舵机如何拨动开关?

??为了拨动墙上的开关,舵机必须固定在墙上。为了提高集成度,在电路板上做了几个定位孔,然后为舵机定制了一个支架: ??另外,因为这个SG90舵机配备的桨很短,宿舍有两个开关,需要同时按下,所以需要延伸舵机的桨。一开始,我做了这样一个模型: 3D打印后,连接舵机的桨长如下: 但支架延长后,似乎力度不够,,因此,必须更换结构。既然力度不够,整个杠杆能放大力度吗?于是我翻出了比赛剩下的木条,搭建了一个小杠杆: 最后,用原来的短桨拨动开关,实现预期目标。

电路及实际安装展示

骄傲-省电问题

??考虑到该设备应长期使用,但实际使用是拨动开关。如果它一直在上电,它会感到有点浪费,所以它设计了一个电路,即,当时的想法是:,这样,设备的日工作时间从24小时变为6小时(假设18:00开灯),大大节约了电力。

这个电路是从前辈那里学到的,真的很巧妙!

总结

??回顾整个开发过程,再接再励吧!

期待后续版本

  • 增加ADC,实现光模拟测量
  • 长期运行,实现全自动化

标签: 阻容电容传感器sb560f二极管sb510二极管t系列槽型光电开关传感器

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