ఈ సెషన్లో మేము రాస్ప్బెర్రీ పై మరియు పైథాన్ ఉపయోగించి 9 వాట్ ఎమర్జెన్సీ లాంప్ తయారు చేయబోతున్నాం. ఈ దీపం ఎసి విద్యుత్ సరఫరా యొక్క చీకటి మరియు లేకపోవడాన్ని స్వయంచాలకంగా కనుగొంటుంది మరియు విద్యుత్ వైఫల్యం ఉన్నప్పుడు మరియు సరైన కాంతి లేనప్పుడు వెలిగిస్తుంది.
వివిధ అత్యవసర దీపాలు అందుబాటులో ఉన్నప్పటికీ అవి ఒకే ప్రయోజనానికి పూర్తిగా అంకితం అయినప్పటికీ, మనం ఇంతకుముందు సృష్టించిన ఒక సింపుల్ ఎమర్జెన్సీ లైట్ సర్క్యూట్ వంటివి విద్యుత్ వైఫల్యానికి మాత్రమే కారణమవుతాయి. రాస్ప్బెర్రీ పైతో మనం దీనికి అనేక ఇతర కార్యాచరణలను జోడించవచ్చు, ఇక్కడ మాదిరిగానే మేము వివిధ స్థాయిలలో చీకటిని గుర్తించడానికి LDR ని జోడించాము. ఇక్కడ మేము రెండు స్థాయిలను చేర్చుకున్నాము, పూర్తి చీకటి ఉన్నప్పుడు, దీపం పూర్తి తీవ్రతతో మెరుస్తుంది మరియు సెమీ చీకటి ఉన్నప్పుడు, అది 30% సామర్థ్యంతో మెరుస్తుంది. కాబట్టి ఇక్కడ మేము ఈ దీపాన్ని ఎసి లైన్ శక్తి ఆపివేసినప్పుడు మరియు గదిలో కాంతి తీవ్రత చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఆన్ చేయబోతున్నాం.
అవసరమైన భాగాలు:
ఇక్కడ మేము రాస్ప్బెర్రీ పై 2 మోడల్ B ని రాస్పియన్ జెస్సీ OS తో ఉపయోగిస్తున్నాము. అన్ని ప్రాథమిక హార్డ్వేర్ మరియు సాఫ్ట్వేర్ అవసరాలు ఇంతకుముందు చర్చించబడ్డాయి, మీరు దీన్ని ప్రారంభించటానికి రాస్ప్బెర్రీ పై ఇంట్రడక్షన్ మరియు రాస్ప్బెర్రీ పిఐ ఎల్ఇడి బ్లింకింగ్ లో చూడవచ్చు.
- 1000µF కెపాసిటర్
- 1WATT LED (9 ముక్కలు)
- + 12 వి సీల్డ్ లీడ్ ఎసిఐడి బ్యాటరీ
- 6000-10000 ఎంఏహెచ్ పవర్ బ్యాంక్
- + 5 వి డిసి అడాప్టర్
- Lm324 OP-AMP చిప్
- 4N25 ఆప్టోకపులర్
- IRFZ44N MOSFET
- LDR (లైట్ డిపెండెంట్ రెసిస్టర్)
- LED (1 ముక్క)
- రెసిస్టర్లు: 1KΩ (3 ముక్కలు), 2.2KΩ, 4.7KΩ, 100Ω (2 ముక్కలు), 10Ω (9 ముక్కలు), 10KΩ, 100KΩ
- 10KΩ కుండ (3 ముక్కలు) (అన్ని రెసిస్టర్లు 0.25 వాట్)
వివరణ:
సర్క్యూట్ కనెక్షన్లు మరియు దాని పనిలోకి వెళ్ళే ముందు, సర్క్యూట్లోని భాగాలు మరియు వాటి ప్రయోజనం గురించి మేము నేర్చుకుంటాము:
9 వాట్ LED దీపం:
LAMP తొమ్మిది 1WATT LED లను తయారు. మార్కెట్లో వివిధ రకాల ఎల్ఈడీలు ఉన్నాయి కాని 1 వాట్ ఎల్ఈడీ ప్రతిచోటా సులభంగా లభిస్తుంది. ఈ ఎల్ఈడీ 3.6 వి వద్ద పనిచేస్తుంది, కాబట్టి + 12 వి వద్ద పనిచేయడానికి రక్షణ డయోడ్లతో పాటు వాటిలో మూడు సిరీస్లలో కనెక్ట్ చేస్తాము. 9WATT LED దీపం ఏర్పడే ఈ మూడు స్ట్రిప్స్ను మేము కనెక్ట్ చేస్తాము. మేము ఈ దీపాన్ని రాస్ప్బెర్రీ పైతో తదనుగుణంగా నిర్వహిస్తాము.
చీకటిని గుర్తించడానికి LDR (లైట్ డిపెండెంట్ రెసిస్టర్):
గదిలో కాంతి తీవ్రతను గుర్తించడానికి మేము LDR (లైట్ డిపెండెంట్ రెసిస్టర్) ను ఉపయోగించబోతున్నాము. LDR కాంతి తీవ్రతతో సరళంగా దాని నిరోధకతను మారుస్తుంది. ఈ LDR వోల్టేజ్ డివైడర్కు అనుసంధానించబడుతుంది. దానితో మనకు వేరియబుల్ కాంతి తీవ్రతను సూచించడానికి వేరియబుల్ వోల్టేజ్ ఉంటుంది. కాంతి తీవ్రత తక్కువగా ఉంటే వోల్టేజ్ అవుట్పుట్ HIGH అవుతుంది మరియు కాంతి తీవ్రత ఉంటే HIGH వోల్టేజ్ అవుట్పుట్ తక్కువగా ఉంటుంది.
LDR అవుట్పుట్ను తనిఖీ చేయడానికి Op-amp LM324 IC:
రాస్ప్బెర్రీ పైకి అంతర్గత ADC (అనలాగ్ టు డిజిటల్ కన్వర్టర్) విధానం లేదు. కాబట్టి ఈ సెటప్ను రాస్ప్బెర్రీ పైకి నేరుగా కనెక్ట్ చేయలేము. LDR నుండి వోల్టేజ్ అవుట్పుట్లను తనిఖీ చేయడానికి మేము OP-AMP ఆధారిత పోలికలను ఉపయోగిస్తాము.
ఇక్కడ మేము op-amp LM324 ను ఉపయోగించాము, దానిలో నాలుగు ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్లు ఉన్నాయి మరియు మేము ఆ నాలుగు వాటిలో రెండు ఆప్-ఆంప్స్ ఉపయోగించాము. కాబట్టి మా పిఐ రెండు స్థాయిలలో కాంతి తీవ్రతను గుర్తించగలదు. ఈ స్థాయిలను బట్టి మనం LED దీపం యొక్క ప్రకాశాన్ని సర్దుబాటు చేస్తాము. పూర్తి చీకటి ఉన్నప్పుడు, దీపం పూర్తి తీవ్రతతో మెరుస్తుంది మరియు సగం చీకటి ఉన్నప్పుడు, అది 30% సామర్థ్యంతో మెరుస్తుంది. తనిఖీ పైథాన్ కోడ్ మరియు వీడియో సరిగ్గా అర్థం, చివరిలో. LED ల యొక్క తీవ్రతను నియంత్రించడానికి ఇక్కడ మేము రాస్ప్బెర్రీ పైలో PWM కాన్సెప్ట్ ఉపయోగించాము.
రాస్ప్బెర్రీ పై 26GPIO ను కలిగి ఉంది, వీటిలో కొన్ని ప్రత్యేక ఫంక్షన్లకు ఉపయోగించబడతాయి. ప్రత్యేక GPIO ని పక్కన పెడితే, మాకు 17 GPIO ఉంది. ప్రతి 17 GPIO పిన్స్ + 3.3V కన్నా ఎక్కువ వోల్టేజ్ తీసుకోలేవు, కాబట్టి Op-amp అవుట్పుట్లు 3.3V కన్నా ఎక్కువ ఉండకూడదు. అందువల్ల మేము op-amp LM324 ను ఎంచుకున్నాము , ఎందుకంటే ఈ చిప్ + 3.3V వద్ద పనిచేయగలదు, ఇది లాజిక్ అవుట్పుట్లను + 3.3V కంటే ఎక్కువ కాదు. రాస్ప్బెర్రీ పై యొక్క GPIO పిన్స్ గురించి ఇక్కడ మరింత తెలుసుకోండి. కొన్ని మంచి IoT ప్రాజెక్ట్లతో పాటు మా రాస్ప్బెర్రీ పై ట్యుటోరియల్ సిరీస్ను కూడా తనిఖీ చేయండి.
AC లైన్ను తనిఖీ చేయడానికి AC నుండి DC అడాప్టర్:
AC లైన్ స్థితిని గుర్తించడానికి మేము AC నుండి DC అడాప్టర్ అవుట్లెట్ వోల్టేజ్ లాజిక్ని ఉపయోగిస్తాము. ఎసి లైన్ స్థితిని గుర్తించడానికి వివిధ మార్గాలు ఉన్నప్పటికీ, ఇది సురక్షితమైన మరియు సులభమైన మార్గం. మేము అడాప్టర్ నుండి + 5 వి లాజిక్ తీసుకొని రాస్ప్బెర్రీ పైకి వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ ద్వారా + 5 వి హై లాజిక్ నుండి + 3.3 వి హై లాజిక్ వరకు ఇస్తాము. మంచి అవగాహన కోసం సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం చూడండి.
విద్యుత్ సరఫరా కోసం పవర్ బ్యాంక్ మరియు 12 వి లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీ:
రాస్ప్బెర్రీ పై శక్తి లేనప్పుడు తప్పక పనిచేస్తుందని గుర్తుంచుకోండి, కాబట్టి మేము పవర్ బ్యాంక్ (బ్యాటరీ ప్యాక్ 10000 ఎమ్ఏహెచ్) ఉపయోగించి పిఐని నడుపుతాము మరియు 9 వాట్ ఎల్ఇడి దీపం + 12 వి, 7 ఎహెచ్ సీల్డ్ లీడ్ ఎసిడ్ బ్యాటరీతో శక్తినిస్తుంది. ఎల్ఈడీ దీపం పవర్ బ్యాంక్ చేత శక్తినివ్వదు ఎందుకంటే అవి ఎక్కువ శక్తిని ఆకర్షిస్తాయి, కాబట్టి అవి ప్రత్యేక విద్యుత్ వనరు నుండి శక్తినివ్వాలి.
మీరు సమర్థవంతమైన + 12 వి నుండి + 5 వి కన్వర్టర్ కలిగి ఉంటే మీరు రాస్ప్బెర్రీ పై + 12 వి బ్యాటరీ ద్వారా శక్తినివ్వవచ్చు. ఆ కన్వర్టర్ ద్వారా మీరు పవర్ బ్యాంక్ను త్రవ్వి, మొత్తం సర్క్యూట్ను ఒకే బ్యాటరీ సోర్స్తో శక్తివంతం చేయవచ్చు.
సర్క్యూట్ వివరణ:
రాస్ప్బెర్రీ పై అత్యవసర కాంతి యొక్క సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద ఇవ్వబడింది:
ఇక్కడ మేము LM324 IC లోపల నాలుగు కంపారిటర్లలో మూడు ఉపయోగించాము. వాటిలో రెండు కాంతి తీవ్రత స్థాయిలను గుర్తించడానికి మరియు మూడవది + 12V బ్యాటరీ యొక్క తక్కువ వోల్టేజ్ స్థాయిని గుర్తించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
1. OP-AMP1 లేదా U1A: ఈ కంపారిటర్ యొక్క నెగటివ్ టెర్మినల్ 1.2 వి (వోల్టేజ్ పొందడానికి RV2 ని సర్దుబాటు చేయండి) తో అందించబడుతుంది మరియు పాజిటివ్ టెర్మినల్ LDR వోల్టేజ్ డివైడర్ నెట్వర్క్కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. నీడ LDR పై పడటంతో, దాని అంతర్గత నిరోధకత పెరుగుతుంది. LDR యొక్క అంతర్గత నిరోధకత పెరగడంతో, OP-AMP1 యొక్క సానుకూల టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్ డ్రాప్ పెరుగుతుంది. ఈ వోల్టేజ్ 1.2 వి కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, OP-AMP1 + 3.3V అవుట్పుట్ను అందిస్తుంది. OP-AMP యొక్క ఈ హై లాజిక్ అవుట్పుట్ రాస్ప్బెర్రీ పైచే కనుగొనబడుతుంది.
2. OP-AMP2 లేదా U1B: ఈ కంపారిటర్ యొక్క నెగటివ్ టెర్మినల్ 2.2V (వోల్టేజ్ పొందడానికి RV3 ని సర్దుబాటు చేయండి) తో అందించబడుతుంది మరియు పాజిటివ్ టెర్మినల్ LDR వోల్టేజ్ డివైడర్ నెట్వర్క్కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. LDR పై పడే నీడ మరింత పెరిగేకొద్దీ, దాని అంతర్గత నిరోధకత మరింత ఎక్కువగా ఉంటుంది. LDR యొక్క అంతర్గత నిరోధకత మరింత పెరగడంతో, OP-AMP2 యొక్క సానుకూల టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్ డ్రాప్ పెరుగుతుంది. ఈ వోల్టేజ్ 2.2V కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, OP-AMP2 + 3.3V అవుట్పుట్ను అందిస్తుంది. OP-AMP యొక్క ఈ హై లాజిక్ అవుట్పుట్ రాస్ప్బెర్రీ పైచే కనుగొనబడుతుంది.
3. OP-AMP3 లేదా U1C: + 12v బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క తక్కువ వోల్టేజ్ స్థాయిని గుర్తించడానికి ఈ OP-AMP ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ కంపారిటర్ యొక్క నెగటివ్ టెర్మినల్ 2.1 వి (వోల్టేజ్ పొందడానికి RV1 ను సర్దుబాటు చేయండి) తో అందించబడుతుంది మరియు పాజిటివ్ టెర్మినల్ వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. ఈ డివైడర్ బ్యాటరీ వోల్టేజ్ను 1 / 5.7 రెట్లు విభజిస్తుంది, తద్వారా 12.5V బ్యాటరీ వోల్టేజ్ కోసం OP-AMP3 యొక్క పాజిటివ్ టెర్మినల్ వద్ద మనకు 2.19V ఉంటుంది. బ్యాటరీ వోల్టేజ్ 12.0V కన్నా తక్కువకు వెళ్ళినప్పుడు, పాజిటివ్ టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్ <2.1V అవుతుంది. కాబట్టి నెగటివ్ టెర్మినల్ వద్ద 2.1v తో, OP-AMP అవుట్పుట్ తక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి బ్యాటరీ వోల్టేజ్ 12V కన్నా తక్కువ పడిపోయినప్పుడు (అంటే పాజిటివ్ టెర్మినల్ వద్ద 2.1v కన్నా తక్కువ), OP-AMP అవుట్పుట్ను క్రిందికి లాగుతుంది, ఈ తర్కం రాస్ప్బెర్రీ పై ద్వారా కనుగొనబడుతుంది.
పని వివరణ:
ఈ రాస్ప్బెర్రీ పై ఎమర్జెన్సీ లాంప్ యొక్క మొత్తం ఫంక్షన్ ఇలా చెప్పవచ్చు:
GPIO23 వద్ద తర్కాన్ని గ్రహించడం ద్వారా AC శక్తి ఉందా లేదా అని మొదటి రాస్ప్బెర్రీ పై కనుగొంటుంది, ఇక్కడ AC అడాప్టర్ నుండి + 3.3V తీసుకోబడుతుంది. శక్తి ఆపివేయబడిన తర్వాత, అడాప్టర్ నుండి + 5 వి ఆపివేయబడుతుంది మరియు రాస్ప్బెర్రీ పై ఈ తక్కువ లాజిక్ కనుగొనబడితే మాత్రమే తదుపరి దశకు వెళుతుంది, కాకపోతే పిఐ తదుపరి దశకు వెళ్ళదు. AC శక్తి ఆపివేయబడినప్పుడు మాత్రమే ఈ తక్కువ తర్కం జరుగుతుంది.
తదుపరి PI LEAD ACID బ్యాటరీ స్థాయి తక్కువగా ఉందో లేదో తనిఖీ చేస్తుంది. ఈ తర్కాన్ని GPIO16 వద్ద OP-AMP3 అందించింది. తర్కం తక్కువగా ఉంటే, PI తదుపరి దశకు వెళ్ళదు. బ్యాటరీ వోల్టేజ్ + 12 వి కంటే ఎక్కువగా ఉండటంతో, పిఐ తదుపరి దశకు వెళుతుంది.
తదుపరి రాస్ప్బెర్రీ పై గదిలో చీకటి ఎక్కువగా ఉందో లేదో తనిఖీ చేస్తుంది, ఈ తర్కాన్ని OP-AMP2 GPIO20 వద్ద అందిస్తుంది. అవును అయితే, PI 99% విధి చక్రంతో PWM (పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్) అవుట్పుట్ను అందిస్తుంది. ఈ PWM సిగ్నల్ MOSFET ను నడిపించే ఆప్టో-కప్లర్ను డ్రైవ్ చేస్తుంది. చిత్రంలో చూపిన విధంగా MOSFET 9WATT LED సెటప్కు శక్తినిస్తుంది. పూర్తి చీకటి లేకపోతే పిఐ తదుపరి దశకు వెళుతుంది. రాస్ప్బెర్రీ పైలో PWM గురించి మరింత తెలుసుకోండి.
గదిలో చీకటి తక్కువగా ఉందో లేదో రాస్ప్బెర్రీ పై తనిఖీ చేస్తుంది, ఈ తర్కాన్ని GPIO21 వద్ద OP-AMP1 అందిస్తుంది. అవును అయితే, PI 30% విధి చక్రంతో PWM (పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్) అవుట్పుట్ను అందిస్తుంది. ఈ PWM సిగ్నల్ MOSFET ను నడిపించే ఆప్టో-కప్లర్ను డ్రైవ్ చేస్తుంది. చిత్రంలో చూపిన విధంగా MOSFET 9WATT LED సెటప్కు శక్తినిస్తుంది. గదిలో సరైన కాంతి ఉంటే, అప్పుడు రాస్ప్బెర్రీ పై PWM అవుట్పుట్ను అందించదు కాబట్టి LAMP పూర్తిగా ఆఫ్ అవుతుంది.
కాబట్టి ఈ ఎమర్జెన్సీ లాంప్ను ఆన్ చేయడానికి, షరతులు రెండూ ట్రూ అయి ఉండాలి, అంటే ఎసి లైన్ ఆఫ్ అయి ఉండాలి మరియు గదిలో చీకటి ఉండాలి. దిగువ పూర్తి పైథాన్ కోడ్ మరియు వీడియోను తనిఖీ చేయడం ద్వారా మీరు స్పష్టమైన అవగాహన పొందవచ్చు.
ఈ అత్యవసర దీపానికి మీరు మరింత ఆసక్తికరమైన కార్యాచరణలను మరియు చీకటి స్థాయిలను జోడించవచ్చు. మా మరిన్ని పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ సర్క్యూట్లను కూడా తనిఖీ చేయండి:
- LM338 ఉపయోగించి 0-24v 3A వేరియబుల్ విద్యుత్ సరఫరా
- LM317 ఉపయోగించి 12v బ్యాటరీ ఛార్జర్ సర్క్యూట్
- 12v DC నుండి 220v AC ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్
- సెల్ ఫోన్ ఛార్జర్ సర్క్యూట్