- Απαιτούμενα υλικά:
- Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση:
- Έννοια λειτουργίας του κυκλώματος ανιχνευτή ψεύτικου:
- Επαλήθευση του κυκλώματος χρησιμοποιώντας ένα breadboard:
- Σχεδιασμός κυκλώματος και PCB χρησιμοποιώντας το EasyEDA:
- Υπολογισμός και παραγγελία δειγμάτων στο διαδίκτυο:
- Κύκλωμα ανιχνευτή ψεμάτων σε δράση:
Το Electronics ήταν πάντα διασκεδαστικό να παίζουμε, αφού μάθουμε τα βασικά του τρόπου λειτουργίας κάθε εξαρτήματος και πώς να τα χρησιμοποιήσουμε στο κύκλωμα μας, είναι αρκετά εύκολο να σχεδιάσουμε, να προσομοιώσουμε και να κατασκευάσουμε τις ιδέες μας σε ένα PCB. Σε αυτό το έργο ας φτιάξουμε ένα απλό κύκλωμα διασκέδασης, να το αναλύσουμε και στη συνέχεια να δημιουργήσουμε ένα PCB για να βελτιώσουμε την καμπύλη μάθησης. Η ιδέα πίσω από αυτό το Circuit Detector Lieείναι αυτό, υποθέτουμε ότι όταν ένα άτομο ξαπλώνει αυξάνει το επίπεδο άγχους του που τον κάνει να ιδρώνει και να αναπτύσσει υγρασία στο δέρμα του. Στη συνέχεια, χρησιμοποιούμε αυτό το κομμάτι του κυκλώματος για να ανιχνεύσουμε εάν υπάρχει υγρασία στο δέρμα του και με βάση το αποτέλεσμα που λάμπουμε και LED, ένα πράσινο για την αλήθεια και το κόκκινο για ψέμα. Φυσικά ναι, αυτό δεν μπορεί να θεωρηθεί ανιχνευτής ψεύδους, αλλά μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για να παίξετε με τους φίλους σας και να διασκεδάσετε. Περισσότερο από αυτό μπορείτε να μάθετε πράγματα. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν…
Απαιτούμενα υλικά:
- Πίνακας ψωμιού
- Τρανζίστορ BC547 (3Nos)
- LED (2 Nos)
- Πυκνωτής (100nF)
- Αντίσταση (1M, 10K, 470, 47K)
- Ποτενσιόμετρο (50K ή 100K)
- Σύνδεση καλωδίων
Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση:
Ας μην πηδήξουμε αμέσως στο διάγραμμα κυκλώματος. Δώστε στον εαυτό σας ένα λεπτό για να σκεφτείτε πώς θα ήταν αυτό το Circuit Detector Circuit. Έχουμε λοιπόν δύο LED που πρέπει να ανάβουν ή να σβήνουν με βάση την αντίσταση που μετράται (σχετίζεται με την υγρασία) μεταξύ των δύο δακτύλων. Πώς μπορούμε να το κάνουμε αυτό;
Δεδομένου ότι αλλάζουμε LED προφανώς χρειαζόμαστε τρανζίστορ και η τιμή της αντίστασης που μετράται μεταξύ δύο δακτύλων δεν θα ποικίλει πολύ σε σχέση με την υγρασία, επομένως χρειαζόμαστε κάποιο είδος ενισχυτή που θα μπορούσε επίσης να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας τρανζίστορ. Αρκετά στοιχεία! δοκιμάστε κάτι μόνοι σας και, στη συνέχεια, ρίξτε μια ματιά στο παρακάτω διάγραμμα κυκλώματος:
Αυτό είναι το κύκλωμα που πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε. Ο συνδετήρας P3 προορίζεται για τάση τροφοδοσίας (2 είναι + 9V και 1 είναι γείωση). Τα τακάκια P1 και P2 είναι το μέρος όπου πρέπει να τοποθετήσετε τα δάχτυλά σας. Τώρα ας το αναλύσουμε για να μάθουμε πώς λειτουργεί.
Εάν ρίξετε μια πιο προσεκτική ματιά, μπορείτε να διαπιστώσετε ότι το τρανζίστορ Q3 και Q1 αποφασίζει την κατάσταση του LED D2 και το τρανζίστορ Q2 αποφασίζει την κατάσταση του LED D1. Το Resistor R5 και R6 σχηματίζουν έναν πιθανό διαχωριστή στον οποίο η τιμή του R6 υπόκειται σε αλλαγή αφού έχει τα μαξιλάρια P1 και P2 απέναντί του. Έτσι, όταν τοποθετούνται τα δάχτυλα, η τιμή του R6 θα ποικίλει. Αυτή η διακύμανση επηρεάζει τη βασική τάση του τρανζίστορ Q3. Τα τρανζίστορ Q3 και Q1 συνδέονται ως ζεύγος Darlington, επομένως μικρή διακύμανση της βασικής τάσης Q3 θα επηρεάσει το Q1. Ως εκ τούτου, με βάση την αντίσταση του δακτύλου, το τρανζίστορ Q1 και Q3 θα αποφασίσει είτε να ενεργοποιήσει είτε να σβήσει το LED D2.
Η λυχνία LED D2 θα ανάψει μόνο εάν το τρανζίστορ Q1 είναι αναμμένο, αλλά όταν αυτό το τρανζίστορ συνεχίσει, η τάση στη βάση του τρανζίστορ Q2 θα είναι χαμηλή διατηρώντας έτσι το LED D1 απενεργοποιημένο. Η βασική τάση του τρανζίστορ Q2 μπορεί να ελεγχθεί από το Ποτενσιόμετρο (50Κ). Έτσι, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το ποτενσιόμετρο για να ρυθμίσετε την ευαισθησία του κυκλώματος.
Έννοια λειτουργίας του κυκλώματος ανιχνευτή ψεύτικου:
Το παραπάνω κύκλωμα προσομοιώθηκε στο ISIS Proteus για να ελέγξει εάν λειτουργεί όπως αναμενόταν. Συνιστάται πάντοτε να δοκιμάζετε το κύκλωμα σας με προσομοίωση πριν να τα δημιουργήσετε. Στην προσομοίωση η αντίσταση R6 θεωρείται ότι είναι η αντίσταση του δακτύλου. Όταν δεν τοποθετείται δάχτυλο, η τιμή της αντίστασης είναι άπειρο. Προσομοιώστε λοιπόν αυτήν την κατάσταση που μόλις ανέφερα την τιμή να είναι 99999K.
Η πράσινη λυχνία LED ανάβει όταν δεν τοποθετείται δάχτυλο γιατί, η βασική τάση Q1 και Q2 είναι περίπου 3,2 τάση και ως εκ τούτου το τρανζίστορ είναι σε θέση να κάνει το πράσινο LED να ανάψει. Ταυτόχρονα από την ενεργοποίηση του τρανζίστορ Q2, η τάση βάσης στο τρανζίστορ Q3 μειώνεται σε περίπου 1,4V, η οποία θα κρατήσει το τρανζίστορ Q3 απενεργοποιημένο και ως εκ τούτου το κόκκινο LED είναι απενεργοποιημένο.
Τώρα ας υποθέσουμε ότι έχουμε τοποθετήσει το δάχτυλό μας στην αντίσταση R4 και ως εκ τούτου η τιμή του R6 πέφτει στα 50 ohms. Αυτό θα επηρεάσει την τιμή της αντίστασης R4 και ως εκ τούτου το κόκκινο LED ανάβει όπως φαίνεται παρακάτω.
Τώρα η πτώση τάσης στην αντίσταση R4 είναι μικρότερη και ως εκ τούτου η βασική τάση των τρανζίστορ Q1 και Q2 είναι σχεδόν 0V όπως φαίνεται παραπάνω. Αυτό θα τους κρατήσει απενεργοποιημένους και έτσι το πράσινο LED δεν θα ανάψει. Αλλά επειδή το τρανζίστορ Q2 είναι απενεργοποιημένο, ολόκληρη η τάση τροφοδοσίας διαιρείται μεταξύ της αντίστασης R1 και της βάσης του Q3. Αυτό κάνει τη βασική τάση του Q3 να είναι 3V που είναι αρκετή για να την ενεργοποιήσετε. Μπορείτε να ρυθμίσετε την τάση βάσης λίγο περισσότερο χρησιμοποιώντας το ποτενσιόμετρο επίσης. Εάν το τρανζίστορ Q3 είναι ενεργοποιημένο, το κόκκινο LED θα ανάψει επίσης όπως φαίνεται παραπάνω.
Επαλήθευση του κυκλώματος χρησιμοποιώντας ένα breadboard:
Όπως ειπώθηκε νωρίτερα, πρόκειται να κατασκευάσουμε ένα PCB για αυτό το Έργο Ανιχνευτή ψεύδους. Παρόλο που η προσομοίωση λειτουργεί όπως αναμενόταν, συνιστάται πάντα στους αρχάριους να δοκιμάζουν το κύκλωμα χρησιμοποιώντας ένα breadboard πριν από την πραγματική κατασκευή ενός PCB. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να βεβαιωθείτε ότι το κύκλωμα λειτουργεί όπως αναμένεται και ότι τα εξαρτήματα είναι επίσης διαθέσιμα και λειτουργούν. Το κύκλωμα δοκιμών μου στο breadboard έμοιαζε κάπως έτσι παρακάτω
Μόλις είστε ικανοποιημένοι με το Breadboard, δημιουργήστε χρόνο για να προχωρήσετε με το PCB.
Σχεδιασμός κυκλώματος και PCB χρησιμοποιώντας το EasyEDA:
Για να σχεδιάσουμε αυτό το κύκλωμα ανιχνευτή ψεκασμού, έχουμε επιλέξει το ηλεκτρονικό εργαλείο EDA που ονομάζεται EasyEDA. Έχω χρησιμοποιήσει στο παρελθόν το EasyEDA πολλές φορές και το βρήκα πολύ βολικό στη χρήση, δεδομένου ότι διαθέτει μια καλή συλλογή αποτυπώματος και του ανοιχτού κώδικα. Δείτε εδώ όλα τα έργα PCB. Αφού σχεδιάσουμε το PCB, μπορούμε να παραγγείλουμε τα δείγματα PCB από τις υπηρεσίες κατασκευής PCB χαμηλού κόστους. Προσφέρουν επίσης υπηρεσία προμήθειας συστατικών όπου διαθέτουν μεγάλο απόθεμα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και οι χρήστες μπορούν να παραγγείλουν τα απαιτούμενα συστατικά τους μαζί με την παραγγελία PCB.
Κατά τον σχεδιασμό των κυκλωμάτων και των PCB σας, μπορείτε επίσης να κάνετε κύκλωμα σας και PCB σχέδια κοινό, έτσι ώστε άλλοι χρήστες να αντιγράψετε ή να επεξεργαστείτε τους και μπορούν να επωφεληθούν από εκεί, έχουμε επίσης όλη τη δημόσια κυκλώματος και διατάξεις PCB μας για αυτό το κύκλωμα ανιχνευτή ψεύδους, ελέγξτε τον παρακάτω σύνδεσμο:
easyeda.com/circuitdigest/Lie_Detector_Circuit-7252ce09194f41c3a00fc32a97a0f73c
Μπορείτε να δείτε οποιοδήποτε στρώμα (Top, Bottom, Topsilk, bottomsilk κ.λπ.) του PCB επιλέγοντας το επίπεδο από το παράθυρο «Layers».
Μπορείτε επίσης να δείτε το PCB, πώς θα φροντίζει η κατασκευή χρησιμοποιώντας το κουμπί Προβολή φωτογραφιών στο EasyEDA:
Υπολογισμός και παραγγελία δειγμάτων στο διαδίκτυο:
Μετά την ολοκλήρωση του σχεδιασμού αυτού του Lie Detector PCB, μπορείτε να παραγγείλετε το PCB μέσω του JLCPCB.com. Για να παραγγείλετε το PCB από το JLCPCB, χρειάζεστε το Gerber File. Για να κατεβάσετε αρχεία Gerber του PCB σας απλώς κάντε κλικ στο κουμπί Εξαγωγή παραγωγής στη σελίδα επεξεργασίας EasyEDA και, στη συνέχεια, πραγματοποιήστε λήψη από τη σελίδα παραγγελίας EasyEDA PCB.
Τώρα μεταβείτε στο JLCPCB.com και κάντε κλικ στο Quote Now ή στο κουμπί , τότε μπορείτε να επιλέξετε τον αριθμό των PCB που θέλετε να παραγγείλετε, πόσα στρώματα χαλκού χρειάζεστε, το πάχος PCB, το βάρος του χαλκού και ακόμη και το χρώμα PCB, όπως το στιγμιότυπο Φαίνεται παρακάτω:
Αφού ορίσετε όλες τις επιλογές, κάντε κλικ στο "Αποθήκευση στο καλάθι" και στη συνέχεια θα μεταφερθείτε στη σελίδα όπου μπορείτε να ανεβάσετε το αρχείο Gerber που έχουμε κατεβάσει από το EasyEDA. Ανεβάστε το αρχείο Gerber και κάντε κλικ στο "Αποθήκευση στο καλάθι". Και τέλος κάντε κλικ στο Checkout Securely για να ολοκληρώσετε την παραγγελία σας, τότε θα λάβετε τα PCB σας λίγες μέρες αργότερα. Κατασκευάζουν το PCB με πολύ χαμηλό ρυθμό που είναι 2 $. Ο χρόνος κατασκευής τους είναι επίσης πολύ μικρότερος, δηλαδή 48 ώρες με παράδοση DHL 3-5 ημερών, βασικά θα λάβετε τα PCB σας εντός μιας εβδομάδας από την παραγγελία.
Μετά από μερικές ημέρες παραγγελίας PCB, πήρα τα δείγματα PCB σε ωραία συσκευασία, όπως φαίνεται στις παρακάτω εικόνες.
Και αφού πήρα αυτά τα κομμάτια έχω κολλήσει όλα τα απαιτούμενα εξαρτήματα πάνω από το PCB και έβαλα μια μπαταρία 9v σε αυτό.
Κύκλωμα ανιχνευτή ψεμάτων σε δράση:
Μόλις συναρμολογήσετε το διοικητικό συμβούλιο, ήρθε η ώρα να διασκεδάσετε. Απλώς ενεργοποιήστε το με μια μπαταρία 9V και θα πρέπει να δείτε το πράσινο LED να πηγαίνει ψηλά. Εάν συντομεύσετε τα δύο κίτρινα καλώδια, το πράσινο LED πρέπει να ανάψει και το κόκκινο θα πρέπει να ανάψει. Εάν ναι, αυτό σημαίνει ότι όλα λειτουργούν όπως αναμενόταν. Τώρα βεβαιωθείτε ότι υπάρχει λίγο υγρασία στο χέρι σας και τοποθετήστε το δάχτυλό σας στα καλώδια, αυτό θα πρέπει να ανάψει το πράσινο LED και το κόκκινο να σβήσει. Εάν όχι τότε, ρυθμίστε το ποτενσιόμετρο έως ότου το LED γίνει κόκκινο.
Η πλήρης εργασία του έργου βρίσκεται στο παρακάτω βίντεο. Τώρα, ότι το κύκλωμα είναι βαθμονομημένο και είναι έτοιμο για κάποια φάρσα. Εφόσον έχουμε χρησιμοποιήσει ένα PCB το έργο είναι εξαιρετικά φορητό και ως εκ τούτου μπορείτε να το πάρετε στους φίλους σας και να διασκεδάσετε χρησιμοποιώντας αυτό. Ελπίζω να δουλέψετε το έργο και να μάθετε κάτι από αυτό. Μη διστάσετε να χρησιμοποιήσετε την παρακάτω ενότητα σχολίων εάν έχετε κάποιο πρόβλημα να λειτουργήσετε αυτό το πράγμα.