مدار کلید دیمر لمسی با آردوینو

مدار لمسی دیمر یک پروژه ساده است، که در آن عمل کاهش یا افزایش نور لامپ به کمک یک سنسور لمسی حاصل می‌شود. در حالی‌که از یک سوئیچ معمولی برای روشن کردن یا خاموش کردن یک لامپ استفاده می‌شود، یک کلید دیمر به ما این اجازه را می‌دهد تا میزان روشنایی نور را کنترل کنیم. بدون دیمر، لامپ‌ها در روشنایی کامل و با مصرف حداکثری انرژی، درخشش دارند. اگر روشنایی کامل لازم نباشد، می‌توان از کلیدهای دیمر استفاده کرد و در انرژی صرفه‌جویی کرد. با کمک دیمر می‌توانیم روشنایی را از حالت خاموش تا کاملاً روشن تغییر دهیم.

لامپ‌های مختلف نیاز به کلیدهای دیمر مختلف دارند و انواع مختلفی از کلیدهای دیمر در بازار وجود دارد. برخی از کلیدهای متداول دیمر از نوع کشویی و چرخشی هستند.

در این پروژه، ما یک کلید دیمر لمسی را با استفاده از آردوینو طراحی کرده‌ایم. مدار کلید دیمر لمسی با استفاده از سنسور لمسی پیاده‌سازی می‌شود. طراحی مدار، اجزای آن و نحوه کار پروژه در بخش‌های بعدی توضیح داده شده است.

شماتیک مدار کلید دیمر لمسی با آردوینو

قطعات موردنیاز

• آردوینوUNO
• سنسور لمسی
• ترانزیستور 2N2222 NPN
• لامپ کوچک
• مقاومت 1KΩ
• منبع تغذیه
• برد بورد
• سیم جامپر

تشریح قطعات

آردوینو UNO:

در این پروژه از آردوینو UNO برای تشخیص خروجی سنسور لمسی استفاده می‌شود و به همین ترتیب لامپ را نیز هدایت می‌کند.

سنسور لمسی:

سنسور لمسی نوعی سنسور است که لمس فیزیکی یا مجاورت را تشخیص می‌دهد. سنسورهای لمسی، در اصل دیوایس‌های ورودی مانند دکمه‌ها و سوئیچ‌ها هستند؛ اما نسبت به آن دو حساس‌ترند. از این رو، سنسورهای لمسی در دیوایس‌هایی مانند تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ ها، جایگزین دکمه‌ها می‌شوند.

انواع مختلفی از سنسورهای لمسی مانند سنسورهای لمسی مقاومتی، خازنی، پیزو و غیره وجود دارد. رایج ترین آنها سنسور لمسی از نوع خازنی است که ما در این پروژه از این نوع استفاده کرده‌ایم.

مزیت سنسورهای لمسی این است که با یک سنسور می‌توان چندین عمل مانند کشیدن، ضربه زدن و متمرکز کردن را انجام داد. نحوه کار یک سنسور لمسی (نوع خازنی خاص می‌باشد)، ساده است.

اصولاً هنگام لمس، سنسور تغییر در ظرفیت خازن را تشخیص می‌دهد. علاوه‌براین، برخی از سنسورها می‌توانند بدون تماس فیزیکی، این تغییرات در ظرفیت را تشخیص دهند. اما وقتی‌که انگشت، در فاصله کمی نزدیک سنسور قرار گیرد.

سنسور لمسی مورد استفاده در این پروژه براساس IC آشکارساز لمسی TTP223 ساخته شده است. این IC خاص می‌تواند یک لمس کلید را تشخیص دهد. این سنسور می‌تواند به عنوان جایگزینی برای دکمه‌های سنتی در طیف گسترده‌ای از محصولات مصرفی استفاده شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد IC آشکارساز لمسی و مدار سنسور لمسی، به دیتا شیت TTP223 مراجعه کنید.

هنگامی که انگشت خود را روی صفحه لمسی قرار می‌دهیم؛ خروجی سنسور لمسی، سطح منطق HIGH خواهد بود. ما در بخش برنامه‌نویسی آردوینو از این سطح منطق استفاده خواهیم کرد.

چگونه مدار کلید دیمر لمسی را طراحی کنیم؟

طراحی مدار کلید دیمر لمسی بسیار ساده است و در اینجا توضیح داده می‌شود. تغذیه سنسور لمسی، با اتصال 5 ولت به VCC و زمین به GND فراهم می‌شود. پین SIG سنسور لمسی به هر یک از پین‌های دیجیتال ورودی / خروجی برد آردوینو  UNO متصل است. در اینجا، به پین ​​8 دیجیتال I / O متصل است.

در مرحله بعد، ما یک لامپ رشته‌ای کوچک را که بر اساس DC روشنایی می‌دهد، وصل خواهیم کرد. لامپ با کمک یک ترانزیستور به برد آردوینو UNO متصل می‌شود. بنابراین، ابتدا پایه بیس یک ترانزیستور مانند 2N2222 را با کمک یک مقاومت محدودکننده جریان، به یکی از پین‌های دیجیتالی I / O آردوینو UNO متصل کنید.

سپس پایه کلکتور ترانزیستور را به منبع تغذیه 5 ولت متصل کنید. و در آخر، لامپ را بین پایه امیتر و زمین قرار دهید. به این ترتیب طراحی مدار کامل می‌شود.

نحوه کار مدار

همان‌طور که قبلاً نیز اشاره شد، انواع مختلفی از کلیدهای دیمر برای انواع مختلف لامپ‌ها وجود دارد. در این پروژه یک مدار کلید دیمر لمسی ساده طراحی شده است. نحوه کار پروژه در اینجا توضیح داده شده است.

وقتی سنسور لمس نشود، پین SIG سنسور پایین می‌ماند. هر وقت که قسمت حساس به لمس سنسور را لمس می‌کنیم، پین SIG سنسور بالا می‌رود. از آنجا که این پین به آردوینو UNO متصل است، ما این تغییر حالت یعنی پایین به بالا را تشخیص خواهیم داد.

بنابراین، هنگامی‌که انگشت روی سنسور لمسی قرار می‌گیرد، آردوینو UNO تغییر در وضعیت سطح منطقی خروجی سنسور را تشخیص می‌دهد و با استفاده از مدلاسیون عرض پالس(PWM) لامپ را هدایت می‌کند. از این رو، لامپ به یک پین PWM از آردوینو UNO متصل می‌شود.

با ادامه دادن به لمس سنسور، آردوینو UNO به آرامی شدت روشنایی لامپ را به کمک PWM افزایش می‌دهد. در این پروژه، از یک لامپ کوچک مانند تصویر زیر به جای یک لامپ رشته‌ای بزرگ استفاده کرده‌ایم.

این روند تا زمانی‌که لمس پایان یابد یا حداکثر روشنایی حاصل شود، یعنی لامپ کاملاً روشن باشد ادامه می‌یابد. به منظور کاهش روشنایی لامپ، دو بار ضربه (دابل تپ) بزنید و همچنان انگشت را روی سنسور لمسی نگه دارید.

آردوینو UNO به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده است که اگر یک دابل تپ شناسایی شود، مجبور است از روشنایی لامپ کاسته و در نتیجه به عنوان کلید کاهش نور عمل کند.

منطقی مشابه PWM برای کاهش روشنایی لامپ استفاده می‌شود که در صورت ادامه دادن به لمس در دابل تپ (یعنی پس از ضربه دوم انگشت خود را روی سنسور نگه دارید)، شدت لامپ به تدریج کاهش می‌یابد تا لمس قطع شده یا لامپ به حداقل روشنایی برسد، یعنی کاملاً خاموش شود. به این صورت است که یک مدار کلید دیمر لمسی با استفاده از آردوینو کار می‌کند.

کد

int led = 3;    
int sen=8;
int val=0;
void setup() 
{
  pinMode(sen,INPUT);
  pinMode(led,OUTPUT);
  
  digitalWrite(sen,LOW);
  digitalWrite(led,LOW);
  
  
}

void loop() 
{
 while(digitalRead(sen)==LOW);
 while(digitalRead(sen)==HIGH)
 {
  while(digitalRead(sen)==HIGH)
  {
  if(val<=255)
  {
  analogWrite(led,val);
  val++;
  delay(15);
  }
  }

  delay(1000);
    
  while(digitalRead(sen)==HIGH)
  {
  if(val>=0)
  {
  analogWrite(led,val);
  val--;
  delay(15);
  }
  }
 }
}

کاربردهای مدار کلید دیمر لمسی با آردوینو

• یک مدار دیمر لمسی دیجیتال با کمک یک سنسور لمسی و آردوینو UNO اجرا می‌شود.
• می‌توان از این کلید دیمر لمسی به راحتی در کنترل میزان روشنایی لامپ استفاده کرد.
• می‌تواند جایگزین کلیدهای دیمر سنتی مانند کلید کشویی یا چرخشی برای لامپ‌ها باشد.
• به منظور استفاده از کلید دیمر لمسی در لامپ‌های رشته ای AC، می‌توان از ICهای اختصاصی مانند TT6061A استفاده کرد.

توجه: هنگام استفاده از کلید دیمر لمسی بر پایه لامپ‌های رشته‌ای AC احتیاط کنید.

ویدیو ساختار مدار و خروجی

 

منبع: ترجمه از وبسایت electronicshub

توصیه می‌کنم دیگر پروژه‌های آدوینو را هم مشاهده کنید. و همچنین لطفا نظر خودتان را هم در قسمت کامنت‌ها ⇓ بنویسید.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.