Luz de toque ativada por detector de movimento: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Comprei um detector de movimento infravermelho no eBay por US $ 1,50 e decidi fazer um bom uso. Eu poderia ter feito minha própria placa de detecção de movimento, mas por US $ 1,50 (que inclui 2 potenciômetros de compensação para ajustar a sensibilidade e cronômetro de desligamento) não valeria a pena o tempo que levaria para soldar uma casa construída. Eu moro em um apartamento muito pequeno (1 cozinha / banheiro + 1 sala / quarto). Eu entro em meu apartamento pela cozinha. Há várias luzes, mas a luz da vaidade sobre a pia parece estar mais acesa. Percebo que está queimando sem motivo enquanto estou na sala de estar e acabo desligando, apenas para ligá-lo novamente alguns minutos depois, quando estou de volta à cozinha. É muito eficiente, usando uma lâmpada LED de 3 watts, mas há muito espaço vazio atrás dela para gadgets, então era hora de um mod;-) Isso deve funcionar para qualquer luz que tenha espaço suficiente para as peças.

Etapa 1: Encontre as peças certas

O detector de movimento funciona com uma variedade de voltagens DC e aconteceu de eu ter uma bateria de laptop NiMH muito velha que planejava jogar fora. O laptop se foi há muito tempo, não estava segurando a carga e a tecnologia está desatualizada de qualquer maneira. Abri a caixa e encontrei células de 10.3800 mAh, 1.2v. Construí o carregador de bateria NiMH mostrado no início do esquema apenas para ver se conseguia tirar algo das baterias antigas. Após 24 horas e alguns testes, consegui salvar 6 deles. Cortando as conexões e re-soldando, acabei com uma bateria de 7,2v (tenha cuidado se fizer isso - o calor às vezes as faz explodir). Coloquei fita adesiva na caixa e soldei um fio com um plugue que recuperei de uma velha impressora a laser. Eu poderia ter executado o detector de movimento apenas com aquela bateria (ele consome apenas 50 microampères), mas as baterias NiMH são notórias porque elas se esgotam em cerca de 1% ao dia apenas no armazenamento. Após 2 meses de inatividade, eles são inúteis. Como não tive vontade de desmontar a lâmpada para carregar as baterias, integrei o carregador de bateria em minha construção. Como a ideia era usar o detector para ligar a lâmpada, imaginei que poderia usar a rede elétrica para carregar as baterias quando a luz estiver acesa.

Etapa 2: Lista de peças

Peças

Detector de movimento infravermelho (eBay) $ 1,50

9 V DC, 240 V AC, 7A Relé $ 0,74

Regulador de voltagem LM317T $ 0,23

2n7000 N-Channel Mosfet $ 0,10

Dissipador de calor de alumínio $ 0,30

Resistor 10Ω 5W $ 0,25

Prototipagem de vidro-epóxi PCB 7x5cm $ 0,49

Bloco de terminais de parafuso DG350 (opcional) $ 0,20

Capacitor eletrolítico 330uF, 35v (de peças de lixo) $ 0,00

Transformador (verruga de parede velha) $ 0,00

Baterias (bateria portátil velha) $ 0,00

2 - 1n4148 Diodos (retirado da impressora antiga) $ 0,00

1n4007 Diodo (da impressora) $ 0,00

Cabos, cabeçalhos, conectores (da impressora) $ 0,00

Total $ 3,81

Eu compro a maioria das minhas peças na Tayda Electronics (altamente recomendado).

Etapa 3: o circuito

O circuito de carga LM317 usa baixa amperagem, corrente constante para carregar lentamente as baterias. Mais informações aqui: https://www.talkingelectronics.com/projects/ChargingNiMH/ChargingNiMH.html Durante o tempo que estarei carregando as baterias, não haverá perigo de sobrecarregá-las. Se eu estivesse apenas ligando o carregador, ele forneceria 120 miliamperes a 8,4 volts (ou seja, 7,2 V das baterias detectadas pelo pino de ajuste do LM317, mais a tensão mínima do pino de saída do regulador de 1,2 V). Teoricamente, eu poderia carregar minha bateria com esse circuito em 32 horas. No meu caso, também há um dreno de cerca de 45 miliamperes quando o relé está ligado, então eu só tenho 75mA restantes para carregar as baterias quando a luz está acesa. Uma vez que só quero mantê-los abastecidos, isso deve ser suficiente, a menos que eu saia para umas férias de dois meses. Aqui está um pouco de matemática sobre o assunto:

Descarregue as baterias quando a luz não estiver acesa: 50 microampères por hora (1,2 miliamperes por dia - detector de movimento em espera) + 1% da bateria de 3,8 ampères por dia de armazenamento (38 miliamperes). Isso significa que perco um total de 39,2 miliamperes da bateria para todos os dias em que ela está conectada e não está carregando. Quando a luz (e o circuito de carga) estão acesos, as baterias serão carregadas lentamente a 75 miliamperes por hora, então teoricamente devo compensar por um dia sem uso se a luz estiver acesa por cerca de 32 minutos por dia. Vou postar uma atualização se isso não funcionar no mundo real, mas até agora tem funcionado como planejado. Depois de tudo isso, você pode perguntar por que eu não usei apenas o transformador para alimentar o detector de movimento sem a bateria. Bem, eu queria que fosse energeticamente eficiente e operar o transformador 24 horas por dia, 7 dias por semana, usaria mais energia do que a própria luz. Nesse caso, por que não usar uma fonte de alimentação comutada mais eficiente? Eu simplesmente não tinha um disponível que atendesse às minhas especificações para o projeto.

Etapa 4: faça um furo em sua unidade

Como o detector de movimento tem uma lente Fresnel de plástico redonda com base quadrada, tive a opção de escolher o tamanho do orifício. Decidi fazer um buraco quadrado com a minha moto tool. Eu poderia ter feito um orifício redondo, mas a caixa de plástico da minha lâmpada interna é bem grossa, então apenas uma parte da lente ficaria para fora do orifício. Como se viu, a espessura do invólucro da luz interna é aproximadamente a mesma da base da lente de Fresnel, então ela se encaixa quase nivelada. Existem dois orifícios para parafusos na placa do detector de movimento, mas eles não são rosqueados. Como não consegui encontrar o tamanho certo de parafusos de máquina com porcas, usei apenas dois minúsculos parafusos de madeira e os aparafusei de dentro da lâmpada. O compartimento da lâmpada mantém os parafusos no lugar sem porcas, mas isso significa que você pode ver as pontas dos parafusos do lado de fora da lâmpada interna. Eu acho que ainda parece ok.

Etapa 5: detalhes esquemáticos do circuito

D1 e D2 podem ser desnecessários. D1 foi incluído em um dos circuitos de carregamento de bateria que encontrei na rede - possivelmente como proteção contra polaridade reversa. Eu incluí D2 para garantir que o resistor de 10 Ohm não teria nenhuma possibilidade de drenar minhas baterias, mas não tenho certeza de que isso seria eletronicamente possível neste caso. Como os 1n4148s eram gratuitos para mim, não me preocupei muito com a logística. A propósito, estou usando um resistor de 5W porque não tenho um resistor de 1W, 10 Ohm. Deve haver 1 Watt dissipando pelo resistor em meu circuito, embora isso varie com a tensão da bateria. O valor de C1 não é crítico; apenas certifique-se de que a tensão que ele pode suportar está acima do que você esperaria em seu circuito. No meu caso, posso esperar um máximo de cerca de 17v, então o capacitor de 35v, 330uF que encontrei na minha caixa de lixo é suficiente. Qualquer coisa acima de 100uF estaria ok, e todo o circuito provavelmente ainda funcionaria sem a tampa, mas as tensões seriam um pouco instáveis. O D3 é absolutamente necessário para evitar que a tensão de retorno da bobina do relé queime seu transistor, mas meu diodo retificador 1n4007 de 1000 V é um exagero. Existem muitos outros que farão o trabalho muito bem. Se as baterias estiverem fracas, o LM317 fica muito quente, então eu aconselho o uso de um dissipador de calor. No meu caso, o LM317 está dissipando em torno de 8,6 volts x 0,12 amperes (ou 1,032 Watts). Quando as baterias estão mais baixas, o LM317 fica mais quente porque está bloqueando mais corrente e tensão do transformador. Eu medi o meu em cerca de 50ºc com o dissipador de calor (desculpe Fahrenheit freaks:-) enquanto ele estava funcionando apenas como um carregador sozinho. No circuito de luz completo, é apenas quente ao toque (com o dissipador de calor). Eu não queria derreter nada. Eu salvei meu transformador de um carregador de celular de parede velha. Ele foi originalmente projetado para ser conectado a uma base de carregamento incluindo componentes eletrônicos para carregar o telefone. Dentro da minha verruga na parede, havia apenas um transformador e uma ponte retificadora, então adicionei C1 para estabilizar a tensão. Se você estiver usando uma fonte de tensão regulada, pode ignorar o transformador, a ponte retificadora e o capacitor em meu circuito. Estou usando o 2N7000 como uma chave para ativar o relé. Estou um pouco surpreso que o sinal de 3,3 V do detector tenha sido suficiente, mas funciona bem. Certifique-se de conectar a fonte ao aterramento ao usar MOSFETs N-Channel. Escolhi um relé de 9v porque o circuito fornece 8,4 volts quando a luz está acesa. Isso é suficiente para que a bobina do relé permaneça ativada. Surpreendentemente, 7 volts também são suficientes, então também tive sorte.

Etapa 6: Montagem da Eletrônica

Esta etapa só fará sentido se por acaso você tiver uma luz especial que seja semelhante à minha, então não vou perder muito tempo com explicações aqui. Basicamente, eu apenas conectei os componentes, colei as partes pesadas no gabinete para que não batessem e aparafusei o sensor de movimento. Se algo der errado, posso remover facilmente a bateria, o transformador ou a placa de circuito para solução de problemas. A luz interna é conectada à rede elétrica como qualquer outra lâmpada. Presumo que você saiba como isso funciona em seu país. Estou na Europa, então estou operando com 230v a.c. rede. A luz interna inclui uma tomada aterrada para secadores de cabelo e um interruptor que eu ainda poderia usar para desligar a luz e ignorar o sensor.

É isso!

Estou ligando a luz do detector de movimento há alguns dias e não preciso mais ficar procurando o interruptor quando volto para casa no meio da noite. Espero que tenha gostado da construção. Se você está se perguntando por que minha lamparina tem um ponto derretido, eu também estou. Essa é a razão pela qual o proprietário anterior a deu para mim. Era assim muito antes de eu conseguir e não tem nada a ver com a eletrônica que adicionei. Assista o vídeo;-)