Todos sabemos que uno de los lugares donde más se producen pérdidas de energía en los hogares y oficinas es en las escaleras. Solemos encender la luz en las escaleras y dejarla a toda prisa. En este proyecto vamos a diseñar una lámpara de escalera que funciona con batería y solo enciende las luces cuando hay alguien presente. Este circuito se puede utilizar para ahorrar energía y se puede utilizar como luz de respaldo de emergencia.
El circuito funciona en dos condiciones: una es la presencia de luz en su ubicación y la segunda es la presencia de un ser humano, solo cuando se cumplen estas dos condiciones, el controlador enciende la luz de respaldo.
Estas dos condiciones son probadas por dos sensores, uno es LDR y el otro es el módulo de sensor de movimiento PIR. El LDR detecta la presencia de luz y el sensor de movimiento detecta la presencia de un ser humano en su rango.
La imagen del lado izquierdo muestra el sensor LDR (resistencia dependiente de la luz) y la imagen del lado derecho muestra el sensor PIR o el módulo del sensor de movimiento. El sensor PIR es básicamente un IR (receptor de infrarrojos). Consiste en receptores IR sensibles que detectan los rayos IR (Infrarrojos) en su región. Sabemos que todo organismo vivo emite rayos IR y por lo tanto el cuerpo humano. Siempre que hay un ser humano en la región del módulo sensor, detecta la presencia de rayos IR.
Siempre que un humano presente en la región de detección del módulo, el sensor detecta los cambios de IR a medida que el cuerpo humano emite rayos de IR, por lo que ahora estos cambios de IR captados por el módulo se filtran por la electrónica en el módulo y, a partir de la señalización de los cambios en IR, El módulo genera un pulso. Este pulso tiene una duración de 5 segundos por defecto.
Entonces, cada vez que un humano cruza la región de detección del módulo, genera un pulso de 5 segundos. Por lo tanto, este módulo detecta la presencia de humanos mediante rayos IR.
El módulo del sensor de movimiento tendrá dos potenciómetros o preajustes, uno de ellos es para ajustar la región de detección del módulo y el segundo es para variar el tiempo de salida de pulso alto en la detección de movimiento. La duración del pulso se puede ajustar desde unos pocos segundos hasta unos minutos. Puede comprender más al respecto con este circuito de sensor PIR.
El LDR en este circuito funciona como una resistencia variable. La resistencia del LDR cambia según la intensidad de la luz. Cuando la luz que incide sobre el LDR es baja, la resistencia del LDR será alta. Cuando la luz que incide sobre LDR es alta, la resistencia a través de los terminales de LDR será muy baja en comparación con la baja resistencia a la luz.
Componentes requeridos
Hardware:
ATMEGA32
Fuente de alimentación (5v), PROGRAMADOR AVR-ISP
Condensador 100uF
LED
Resistencias de 220Ω, 1KΩ
LDR (resistencia dependiente de la luz)
Potenciómetro o preajuste de 100 KΩ, Cualquier módulo de sensor de movimiento (HC-SR501)
LED de 2 vatios
Transistor TIP122.
Software:
Estudio Atmel 6.1
Progisp o magia flash
Diagrama de circuito y explicación de trabajo
Como se muestra en el circuito de iluminación de escalera automático anterior, no es necesario conectar un cristal externo aquí. Debido a que el ATMEGA funciona en 1MHz interno, oscilador Resistor-Capacitor por defecto. Solo cuando se necesita la precisión del reloj, como aplicación de conteo de alta precisión, se adjunta cristal externo. Cuando se compra el controlador por primera vez, se fusiona para funcionar en el cristal interno de forma predeterminada.
El controlador aquí siempre estará verificando dos cosas:
- Presencia de oscuridad
- Detección de movimiento
Como discutimos cuando la luz es baja, la resistencia de LDR será alta, ahora en la observación podemos decir que hay un divisor de voltaje formado por LDR y potenciómetro de 100K, la junta media del divisor de voltaje se toma como referencia y está conectada a PB1 de controlador. Puede obtener más información sobre el principio de funcionamiento de LDR en este circuito LDR.
Ahora, si hay poca luz, la resistencia de LDR será alta y, por lo tanto, la participación de voltaje en la rama del divisor de voltaje cambia. Debido a la alta resistencia, el voltaje a través de LDR será más alto que el del potenciómetro de 100 K, y debido a esto, el voltaje en el punto medio cae drásticamente y el controlador detecta fácilmente esta caída. Entonces, cada vez que llega la oscuridad, el controlador capta una señal. Esta señal satisface la primera condición. Comprenda más sobre los LDR en este circuito detector de oscuridad.
Con la presencia de movimiento, habrá un pulso en PB0 del controlador que es generado por el módulo del sensor de movimiento como discutimos anteriormente.
Una vez que se cumplen estas dos condiciones, se indica al controlador que envíe una señal al transistor NPN para que active el LED de alimentación.