Détection de mouvement et d'obscurité de la veilleuse - Pas de micro : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Cette instructable consiste à vous empêcher de vous cogner l'orteil lorsque vous vous promenez dans une pièce sombre. Vous pourriez dire que c'est pour votre propre sécurité si vous vous levez la nuit et essayez d'atteindre la porte en toute sécurité. Bien sûr, vous pouvez utiliser une lampe de chevet ou les lumières principales car vous avez un interrupteur juste à côté de vous, mais est-ce confortable d'éblouir vos yeux avec une ampoule de 60W lorsque vous venez de vous réveiller ?

Il s'agit d'une bande LED que vous montez sous votre lit et qui est contrôlée par deux capteurs qui détectent le mouvement et le niveau d'obscurité dans votre pièce. Il fonctionnera à faible puissance et luminosité pour fournir une lumière très agréable la nuit. Il est également possible de contrôler le seuil de luminosité pour l'adapter à chaque environnement. Aucun microcontrôleur n'est nécessaire pour mener à bien ce projet. Cela réduit le nombre de composants nécessaires et la complexité. De plus, c'est une tâche assez facile si vous avez déjà des connaissances en circuits électroniques.

Étape 1: Principe de fonctionnement et composants

Le principe de fonctionnement de base de cette lampe est qu'elle possède deux Mosfet en série avec une LED. Les Mosfets, qui doivent être de type logique - explication plus loin - sont allumés par deux sous-circuits différents dont l'un répond à l'obscurité et l'autre au mouvement. Si un seul d'entre eux est détecté, un seul transistor est activé et l'autre bloque toujours le flux de courant à travers la LED. Cette combinaison est tout à fait essentielle car vous gaspilleriez l'énergie de la batterie si vous activiez la lumière pendant la journée ou sans mouvement la nuit. Les composants et le circuit ont été choisis de manière à ce que vous puissiez optimiser les paramètres pour votre propre emplacement et les conditions là-bas.

De plus, un boîtier a été imprimé en 3D pour s'adapter aux composants, ce qui n'est pas vraiment nécessaire pour des raisons de fonctionnalité mais a un but pratique.

MISE À JOUR: Une nouvelle version du boîtier a été conçue après la publication de cet article. Le boîtier imprimé en 3D contient désormais également les LED, ce qui en fait une solution "tout-en-un". Les images de l'introduction de cet article (nouveau modèle) diffèrent de celles de l'étape 7 "Alimentation et boîtier" (ancien modèle)

Nomenclature:

4x piles 1.5V1x GL5516 - LDR1x résistance fixe 1 MOhm (R1)1x potentiomètre 100 kOhm1x résistance fixe 100 kOhm (R2)1x TS393CD - comparateur double tension1x HC-SR501 - Détecteur de mouvement PIR1x résistance fixe 2 kOhm (R6)2x résistance fixe 220 Ohm (R3 & R4) 2x IRLZ34N cosses de câble Mosfet4x à canal n Cosses de câble plates4x (partie opposée)

Étape 2: détection de la luminosité

Pour détecter la luminosité de la pièce, j'ai utilisé une résistance dépendante de la lumière (LDR). J'ai créé un diviseur de tension avec une résistance fixe de 1MOhm. Cela est nécessaire car dans l'obscurité, la résistance du LDR atteint des amplitudes similaires. La chute de tension aux bornes du LDR est proportionnelle à l'« obscurité ».

Étape 3: Configuration de la tension de référence pour le seuil d'obscurité

La veilleuse doit briller lorsqu'un certain seuil d'obscurité est dépassé. La sortie du diviseur de tension LDR doit être comparée à une certaine référence. A cet effet, un deuxième diviseur de tension est utilisé. L'une de ses résistances est un potentiomètre. Cela rend la tension de seuil (proportionnelle à l'obscurité) modifiable. Le potentiomètre (R_pot) a une résistance maximale de 100 kOhm. La résistance fixe (R2) est également de 100 kOhm.

Étape 4: Commutateur dépendant de la luminosité

Les tensions des deux diviseurs de tension décrits sont introduites dans l'amplificateur opérationnel. Le signal LDR est connecté à l'entrée inverseuse et le signal de référence à l'entrée non inverseuse. L'OpAmp n'a pas de boucle de rétroaction, ce qui signifie qu'il amplifiera la différence des deux entrées par des grandeurs de plus de 10E+05 et fonctionnera ainsi comme un comparateur. Si la tension à l'entrée inverseuse est plus élevée que l'autre, il connectera sa broche de sortie au rail supérieur (Vcc) et allumera donc le Mosfet Q1. Le cas contraire produira un potentiel de masse à la broche de sortie des comparateurs qui éteint le Mosfet. En fait, il y a une petite région où le comparateur produira quelque chose entre GND et Vcc. Cela se produit lorsque les deux tensions ont presque la même valeur. Cette région pourrait avoir pour effet de rendre les LED moins brillantes.

Le TS393 OpAmp choisi est un comparateur à double tension. D'autres solutions appropriées et éventuellement moins chères peuvent également être utilisées. Le TS393 n'était qu'un reste d'un ancien projet.

Étape 5: Détection de mouvement

Le capteur infrarouge passif HC-SR501 est ici une solution très simple. Il a un microcontrôleur intégré qui fait la détection en fait. Il a deux broches pour l'alimentation (Vcc et GND) et une broche de sortie. La tension de sortie est de 3,3 V, pourquoi en fait j'ai dû utiliser le type Mosfet de niveau logique. Le type de niveau logique garantit que le Mosfet est entraîné dans sa région de saturation avec seulement 3,3 V. Le capteur PIR se compose de plusieurs éléments pyroélectriques qui réagissent par un changement de tension au rayonnement infrarouge transmis par le corps humain, par exemple. Cela signifie également qu'il peut détecter des éléments tels que des radios chauffantes froides qui sont inondées d'eau chaude. Vous devez vérifier les conditions environnementales et choisir l'orientation du capteur en conséquence. L'angle d'observation est limité à 120°. Il dispose de deux trimmers que vous pouvez utiliser pour augmenter la sensibilité et le temps de retard. Vous pouvez modifier la sensibilité pour augmenter la portée de la zone que vous souhaitez observer. Le trimmer de retard peut être utilisé pour ajuster le temps pendant lequel le capteur émet un niveau logique haut.

Dans la version finale du schéma de câblage, vous pouvez voir qu'entre la sortie des capteurs et la grille de Q2 il y a une résistance en série pour limiter le courant tiré du capteur (R4=220 Ohm).

Étape 6: Assemblage électronique

Après avoir compris la fonctionnalité de chaque composant, l'ensemble du circuit peut être construit. Cela devrait être fait sur une planche à pain d'abord! Si vous commencez par l'assembler sur un circuit imprimé, il sera plus délicat de changer ou d'optimiser le circuit par la suite. En fait, vous pouvez voir sur la photo de mon circuit imprimé que j'ai fait quelques retouches et que cela a donc l'air un peu désordonné.

La sortie du comparateur doit être équipée d'une résistance de rappel R6 (2 kOhm) - si vous utilisez un autre comparateur, assurez-vous de consulter la fiche technique. Une résistance supplémentaire R3 est placée entre le comparateur et le Mosfet Q1 pour la même raison que celle décrite pour le PIR. La résistance R5 dépend de votre LED. Dans ce cas, un petit morceau de bande LED a été utilisé. Il a les LED ainsi que la résistance R5 déjà intégrés. Ainsi dans mon cas R5 n'est pas assemblé.

Étape 7: Alimentation et boîtier

MISE À JOUR: Le boîtier montré au tout début de cet article est une refonte. Cela a été fait dans le but d'avoir une solution tout-en-un. Les LED brillent de l'intérieur à travers une couche de plastique "transparente". Si cela ne vous concerne pas, le premier concept du premier prototype est montré ici dans cette étape. (Si le nouveau design suscite un intérêt, je peux également le joindre)

Comme mentionné précédemment, quatre piles AAA 1.5V alimenteront le système. En fait, il serait peut-être plus agréable pour vous d'utiliser une pile 9V et de mettre un régulateur de tension devant l'ensemble du circuit. Ensuite, vous n'avez pas non plus besoin d'imprimer en 3D un boîtier de batterie qui se connecte aux batteries par des cosses de câble.

Le boîtier est un premier prototype simple et comporte quelques trous pour les capteurs. Dans la toute première photo, vous pouvez voir le grand trou à l'avant pour le capteur de mouvement et le trou supérieur gauche pour le LDR. La bande LED doit être à l'extérieur du boîtier à la même distance car elle pourrait influencer le LDR.