چراغ دستشویی خودکار با استفاده از سنسورهای IR 

پروژه چراغ دستشویی خودکار مبتنی بر حسگرهای Arduino Uno و IR برای روشن و خاموش کردن خودکار چراغ دستشویی که در شبکه برق AC کار می‌کند استفاده می‌شود. هر زمان که شخصی وارد دستشویی شود، لامپ به طور خودکار روشن می‌شود.

مدار چراغ دستشویی خودکار و ساز و کار آن

وقتی فرد دستشویی را ترک می‌کند، نور خاموش می‌شود. با این کار پس از استفاده از حمام یا دستشویی چراغ خاموش می‌شود، این کار باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های برق می‌شود. نمونه اولیه نویسنده در شکل 1 نشان داده شده است.

سنسور مادون قرمز در چراغ دستشویی خودکار

نمودار مدار چراغ دستشویی خودکار در شکل 2 نشان داده شده است. این نور در اطراف Arduino Uno (Borad1) ، BC547 ترانزیستور (T1) ، ماژول‌های مادون قرمز (IR) حسگر (ماژول 1 و ماژول 2) و رله (RL1) ساخته شده است.

سنسورهای IR (FC-51) که در اینجا استفاده می‌شود (به شکل 3 مراجعه کنید) معمولاً در پروژه‌های شناسایی موانع استفاده می‌شوند. برای تشخیص ورود یا خروج شخص از دستشویی از دو جفت ماژول سنسور IR استفاده می‌شود.

هر سنسور دارای سه پایه است، یعنی Vcc ، Vout و GND. پایه Vcc قرار است با منبع تغذیه 5 ولت DC تهیه شود که می‌توان آن را از پایه 5 ولت آردوینو Uno گرفت.

پایه زمین (GND) سنسور را می‌توان به پایه GND Arduino Uno متصل کرد. پایه‌های Vout IR Module1 و IR Module2 به ترتیب پایه‌های خروجی متصل به پایه‌های 8 و 7 Arduino Uno هستند. خروجی هر سنسور بر اساس تشخیص، 5 ولت (زیاد) یا 0 ولت (کم) خواهد بود.

وقتی فردی تشخیص داده می‌شود، Vout کم است، در غیر این صورت زیاد است (حدود 5 ولت). از این سطح منطقی هر دو سنسور استفاده می‌شود تا بفهمد فرد در حال ورود به اتاق دستشویی است یا خارج می‌شود.

رله ۵ ولت چراغ دستشویی اتوماتیک

از رله الکترومکانیکی 5 ولت (RL1) برای روشن و خاموش کردن لامپ استفاده می‌شود. یک رله مکعبی معمولی نوع 5 ولت دارای پنج ترمینال است که دو ترمینال برای انرژی دادن به سیم‌پیچ استفاده می‌شود. بقیه ترمینال‌های معمولی (COM)، به طور معمول بسته (NC) و به طور معمول باز (NO) هستند.

لامپ بین مخاطبین NO و COM رله متصل است. همانطور که واضح است، در شرایط طبیعی، هیچ پایه‌ای هیچ ارتباطی با پایه COM ندارد. با فعال شدن سیم‌پیچ رله، پین COM پین NO را لمس می‌کند و لامپ منبع تغذیه 230 ولت AC را دریافت می‌کند. جزئیات پین کردن یک رله مکعبی معمولی در شکل 4 نشان داده شده است.

سیم خنثی (N) منبع 230 ولت AC از طریق رله به لامپ متصل می‌شود. سیم (L) مستقیماً به لامپ متصل است. هنگامی که سنسور “درون” (Module2) شخصی را به دنبال سنسور “خارج” (Module1) تشخیص می‌دهد، میکروکنترلر در Arduino فرض می‌کند که شخصی در حال ورود به دستشویی است و 5 ولت را در پایه 9 Board1 فراهم می‌کند. جریان از پین خروجی آردوینو برای تأمین انرژی رله کافی نیست. بنابراین، ترانزیستور npn T1 (BC547) برای تقویت برای کنترل رله و روشن شدن چراغ استفاده می‌شود.

هنگامی که سنسور “خاموش یا قطع” فردی را به دنبال سنسور “درون” تشخیص می‌دهد، میکروکنترلر فرض می‌کند که یک فرد در حال ترک است و 0 ولت را در پایه 9 فراهم می کند، که باعث می‌شود رله انرژی کمتری ایجاد کند. با این کار خنثی و لامپ خاموش می‌شود.

اگر فقط از یکی از دو سنسور استفاده شود، وضعیت فعلی تغییر نمی‌کند، بنابراین شما به هر دو سنسور نیاز دارید. سنسور “در” باید درست در خارج از دستشویی نزدیک درب و سنسور “بیرون” باید در داخل دستشویی نزدیک در قرار گیرد. شما باید سنسورها را طوری نصب کنید که بتواند به راحتی شخص ورودی یا خروج از دستشویی را تشخیص دهد.

نرم افزار چراغ دستشویی خودکار با استفاده از سنسورهای IR

Arduino Uno برای محاسبه منطق دو حسگر IR استفاده می‌شود. مدار از طریق نرم‌افزار لود شده در حافظه داخلی آردوینو کنترل می‌شود. این برنامه (bathroom.ino) به زبان برنامه‌نویسی آردوینو نوشته شده است. همچنین Arduino IDE 1.8.5 برای تدوین و بارگذاری برنامه استفاده می‌شود.

ATmega328P در Arduino Uno همراه با یک بوت لودر از پیش برنامه‌ریزی شده است که به شما امکان می‌دهد بدون استفاده از سخت‌افزار خارجی مانند کیت برنامه‌نویس، کدی را در آن بارگذاری کنید. در IDE ، تعداد (کل) در سطح جهانی به صفر رسیده است.

در کد (bathroom.ino) ، “تنظیمات void” شامل مقداردهی اولیه پین‌های دیجیتال 7 و 8 به عنوان ورودی و پین دیجیتال 9 به عنوان خروجی است. شروع سریال در تنظیمات باطل برای ارتباط سریال است. Void show () تابعی است که برای ارتباط سریال استفاده می‌شود. تنظیمات باطل در شکل 5 نشان داده شده است.

قسمت اصلی برنامه void loop است که حاوی منطقی است که باید اجرا شود. ابتدا سنسور “در” از نظر انسداد بررسی می‌شود (شخص). در صورت بروز هرگونه انسداد، اگر شرط برقرار باشد، حلقه while اجرا می‌شود. در این مرحله، سنسور “خارج” هنوز مورد انسداد قرار نگرفته است.

هنگامی که فرد مانع سنسور “خارج” می‌شود، خروجی سنسور کم است ، بنابراین برنامه از حلقه while خارج می‌شود و تعداد آن افزایش می‌یابد. اگر بخشی از مقدار شمارش کاهش یابد، برعکس برای دیگری تنظیم می‌شود. تابع Show () برای مانیتور سریال استفاده می‌شود و برای کاربردهای عملی ضروری نیست. حلقه خالی در شکل 5 نشان داده شده است.

فرض بر این است که فقط یک نفر در یک زمان از دستشویی استفاده می‌کند، بنابراین با استفاده از شرط if، هنگام شمارش (در اینجا “کل”) مقدار “1” بررسی می‌شود در شکل 5 نشان داده شده است. اگر کل یک باشد، دیجیتال خروجی پین 9 فقط برای شمارش یک زیاد است و رله متصل می‌شود. در غیر این صورت، پایین نگه داشته می‌شود، یعنی رله انرژی نمی‌گیرد.

ساخت چراغ دستشویی خودکار

طرح PCB برای چراغ دستشویی خودکار در شکل 6 نشان داده شده است و طرح اجزای آن در شکل 7 نشان داده شده است. 230 ولت جریان متناوب در سراسر CON2 و لامپ در سراسر CON3. نصب سنسورهای نزدیک درب در شکل 8 نشان داده شده است.

PDF های طرح PCB و Component را بارگیری کنید:  اینجا را کلیک کنید 

کد منبع را بارگیری کنید