Ako navrhnúť obvod autonómnej nočnej lampy?

Naučte Sa

Najnovšie automatizačné techniky prijíma niekoľko ľudí v domácnostiach. V tejto modernej dobe by sa ľudia mali rozhodnúť pre najnovšie automatizačné techniky, aby si uľahčili život. Normálne v našich domovoch zapíname a vypíname svetlá ručne. To sa stáva zvyčajne v noci, keď ideme spať. Globálne otepľovanie je v dnešnej dobe vážnym problémom a malo by sa podporovať všetko, čo prispieva k minimalizácii globálneho otepľovania. V minulosti používané žiarovky šetriace energiu vyrábali zdraviu nebezpečný uhlík. S technologickým pokrokom Diódy vyžarujúce svetlo (LED) boli vynájdené a produkovali menej uhlíka, a tým prispeli k minimalizácii globálneho otepľovania. Dopyt po LED diódach dnes rýchlo rastie, pretože nie sú príliš nákladné a vydržia dlhšie. V tomto projekte vysvetlím obvody a princíp práce nočnej lampy, ktorá bude využívať vysoko výkonné LED diódy. LED diódy sú rozsvietené ZAP v noci a sú automaticky otočené VYPNUTÉ počas dňa.



Automatická nočná lampa

Ako zostaviť rezistor závislý od svetla s ostatnými elektronickými súčiastkami?

Najlepším spôsobom, ako zahájiť akýkoľvek projekt, je zostaviť zoznam komponentov a prejsť krátkou štúdiou týchto komponentov, pretože nikto nebude chcieť zostať uprostred projektu len kvôli chýbajúcemu komponentu. Doska s plošnými spojmi sa dáva prednosť pri zostavovaní obvodu na hardvéri, pretože ak zostavíme komponenty na nepájivej doske, môžu sa od nej odpojiť a obvod sa preto skráti, preto sa dáva prednosť plošnému spoju.



Krok 1: Potrebné komponenty (hardvér)

  • Odpor závislý od svetla
  • 1uF kondenzátor
  • 100k ohmový rezistor
  • Rezistor 1k Ohm
  • Potenciometer
  • Tranzistor BC548
  • Výkonový tranzistor TN2905A / MJE3055
  • Rezistor 470 Ohm (x4)
  • LED diódy (x25)
  • Spona na batériu
  • FeCl3
  • Vytlačená obvodová doska
  • Horúca lepiaca pištoľ

Krok 2: Potrebné komponenty (softvér)

  • Proteus 8 Professional (možno stiahnuť z Tu )

Po stiahnutí Proteus 8 Professional na ňom navrhnite obvod. Zahrnul som sem softvérové ​​simulácie, aby bolo pre začiatočníkov výhodné navrhnúť obvod a vykonať príslušné pripojenia na hardvéri.



Krok 3: Štúdium komponentov

Pretože teraz poznáme hlavnú myšlienku projektu a máme tiež kompletný zoznam všetkých komponentov, posuňme sa o krok vpred a urobme si krátku štúdiu všetkých komponentov.



Odpor závislý od svetla: LDR je rezistor závislý od svetla, ktorý mení svoj odpor s intenzitou svetla. Modul LDR môže mať analógový výstupný kolík, digitálny výstupný kolík alebo oboje. odpor LDR je nepriamo úmerný intenzite svetla, čo znamená väčšiu intenzitu svetla, nižší odpor LDR. Citlivosť modulu LDR je možné zmeniť pomocou potenciometra na module.

Odpor závislý od svetla

Výkonový tranzistor: Tranzistor môže vykonávať dve úlohy. V obvode môže fungovať ako zosilňovač alebo ako prepínač. Ak pracuje ako zosilňovač, odoberá zo vstupnej strany veľmi malé množstvo prúdu a na výstupnej strane tento prúd zosilňuje. Ak to funguje ako prepínač malý elektrický prúd, ktorý preteká jednou časťou tranzistora, môže spôsobiť, že väčší prúd preteká druhou časťou. Normálny tranzistor sa používa v jednoduchých obvodoch, kde sa manipuluje s malým množstvom prúdu, a výkonový tranzistor sa používa v zložitých obvodoch, kde narábame s veľkým množstvom prúdu. Výkonový tranzistor môže prenášať veľké množstvo prúdu bez toho, aby vybuchol. Výkonové tranzistory majú zvyčajne nainštalované chladiče, ktoré môžu absorbovať nadmerné teplo a zabrániť zahriatiu tranzistora.



2N3055 Výkonový tranzistor

Vytlačená obvodová doska: Doska s plošnými spojmi sa používa pri navrhovaní elektronických obvodov. Na vrchu DPS je tenká vrstva medenej fólie, ktorá je zodpovedná za vodivosť. PCB môže byť jednostranný, obojstranný alebo viacvrstvový. Chemické leptanie, ktoré je vysvetlené nižšie, rozdeľuje túto medenú vrstvu na samostatné vodivé línie pomenované ako stopy . Najskôr sa vytvorí obvod na softvéri a potom sa po vytlačení tohto obvodu naleje pomocou dosky Iron na dosku s plošnými spojmi. Hlavnou výhodou DPS je to, že komponenty sú spájkované na doske a nie sú od nej oddelené, kým nie sú ručne spájkované.

Vytlačená obvodová doska

TO BC547 je NPN tranzistor. Takže keď je kolík základne držaný na zemi, kolektor a vysielač budú obrátené a keď je poskytnutý signál do základne, kolektor a vysielač budú predpäté dopredu. Hodnota zosilnenia tohto tranzistora sa pohybuje od 110 do 800. Zosilňovacia kapacita tranzistora je určená touto hodnotou zosilnenia. Na tento tranzistor nemôžeme pripojiť veľké zaťaženie, pretože maximálne množstvo prúdu, ktoré môže pretekať cez kolektorový kolík, je takmer 500 mA. Na predpätie základne sa použije prúd na predpätie tranzistora, tento prúd (IB) by mala byť obmedzená na 5mA.

Tranzistor BC547

Krok 4: Pochopenie pracovného princípu

Obvod je napájaný 9V jednosmernou batériou. Na napájanie tohto obvodu je však možné použiť aj adaptér AC na DC, pretože našou požiadavkou je 9V DC. Tranzistor BC547 v tomto obvode pracuje v režime nasýtenia. Používajú sa na spínacie účely v tomto obvode a sú zodpovedné za zapínanie a vypínanie LED diód. V obvode je dvadsaťpäť vysokovýkonných LED diód, preto sa tu používa výkonový tranzistor, pretože dokáže spracovať veľké množstvo prúdu a je na ňom nainštalovaný chladič, ktorý odvádza teplo do vzduchu cez tento chladič a tranzistor sa nehreje. Jas týchto vysokovýkonných LED diód je ekvivalentný žiarovke, ktorá je dostatočná a osvetľuje miestnosť. Obvod bude zostavený na doske s plošnými spojmi a LED diódy by mali byť umiestnené v primeranej vzdialenosti, aby nedochádzalo ku skratu a svetlo bolo v miestnosti veľmi dobre distribuované.

Krok 5: Opracovanie obvodu

Obvod je navrhnutý tak, aby LED diódy s vysokým výkonom zodpovedali za riadenie intenzity svetla v obvode. Odpor závislý od svetla hrá v obvode zásadnú úlohu. Je zodpovedný za otáčanie ZAP a VYPNUTÉ LED diódy. LDR sa riadi princípom fotovodivosti. Odolnosť LDR sa líši, keď na ňu dopadne svetlo. Keď svetlo dopadne na LDR, jeho odpor klesá a keď je umiestnený v tme, zvyšuje sa jeho odpor. Prepínanie LED preto závisí od odporu LDR. V obvode je použitých dvadsaťpäť LED diód. V prvom zapojení je päť LED usporiadaných do série a spolu s tým je vytvorených päť paralelných pripojení a každé spojenie má päť LED usporiadaných do série.

Krok 6: Simulácia obvodu

Pred vykonaním obvodu je lepšie simulovať a preskúmať všetky namerané hodnoty na softvéri. Softvér, ktorý budeme používať, je Proteus Design Suite . Proteus je softvér, na ktorom sa simulujú elektronické obvody:

  1. Po stiahnutí a nainštalovaní softvéru Proteus ho otvorte. Otvorte novú schému kliknutím na ikonu ISIS ikona v ponuke.

    ISIS

  2. Keď sa zobrazí nová schéma, kliknite na ikonu P ikona v bočnej ponuke. Otvorí sa okno, v ktorom môžete vybrať všetky komponenty, ktoré sa majú použiť.

    Nová schéma

  3. Teraz zadajte názov komponentov, ktoré sa použijú na vytvorenie obvodu. Komponent sa zobrazí v zozname na pravej strane.

    Výber komponentov

  4. Rovnakým spôsobom, ako je uvedené vyššie, prehľadajte všetky komponenty. Objavia sa v Zariadenia Zoznam.

    Komponenty

Krok 7: Schéma zapojenia

Po zostavení komponentov a ich zapojení by schéma zapojenia mala vyzerať takto:

Schéma zapojenia

Krok 8: Vytvorenie rozloženia PCB

Pretože chystáme hardvérový obvod na dosku plošných spojov, musíme najskôr urobiť rozloženie plošných spojov pre tento obvod.

  1. Aby sme vytvorili rozloženie PCB na Proteuse, musíme najskôr priradiť balíčky PCB každému komponentu na schéme. na priradenie balíkov kliknite pravým tlačidlom myši na komponent, ktorému chcete priradiť balík, a vyberte Baliaci nástroj.
  2. Kliknutím na možnosť ARIES v hornom menu otvoríte schému PCB.

    ARIES dizajn

  3. V zozname komponentov umiestnite všetky komponenty na obrazovku do podoby, v ktorej má obvod vyzerať.
  4. Kliknite na režim stopy a nasmerovaním šípky pripojte všetky piny, ktoré vám softvér hovorí.

Krok 9: Zostavenie hardvéru

Pretože sme teraz simulovali obvod na softvéri, funguje to úplne v poriadku. Teraz poďme ďalej a umiestnime komponenty na DPS. DPS je doska s plošnými spojmi. Je to doska z jednej strany úplne potiahnutá meďou a z druhej strany úplne izolujúca. Výroba obvodu na DPS je pomerne zdĺhavý proces. Po simulácii obvodu na softvéri a vytvorení jeho plošného spojenia s plošnými spojmi je toto usporiadanie obvodu vytlačené na maslovom papieri. Pred vložením maslového papiera na dosku s plošnými spojmi pomocou škrabky potrite dosku tak, aby sa medená vrstva na doske zmenšila od vrchnej časti dosky.

Odstránenie medenej vrstvy

Potom sa na dosku s plošnými spojmi položí maslový papier a žehlí sa, kým sa na dosku nevytlačí obvod (trvá to približne päť minút).

Žehlenie dosky s plošnými spojmi

Teraz, keď je obvod vytlačený na doske, je ponorený do FeCl3roztoku horúcej vody na odstránenie nadbytočnej medi z dosky, zostane po nej iba meď pod plošným spojom.

nemožno odstrániť oddiel Windows 10

Leptanie DPS

Potom potrite dosku s plošnými spojmi škrabkou, aby zapojenie bolo výrazné. Teraz vyvŕtajte otvory na príslušných miestach a umiestnite komponenty na dosku s plošnými spojmi.

Vŕtanie otvorov do dosky s plošnými spojmi

Spájkujte komponenty na doske. Nakoniec skontrolujte spojitosť obvodu a ak na ktoromkoľvek mieste dôjde k prerušeniu, komponenty odspájkujte a znovu pripojte. Na svorky obvodu naneste horúcu lepiacu pištoľ, aby sa akumulátor pri prípadnom tlaku nemusel odpojiť.

Kontrola kontinuity obvodu

Krok 10: Testovanie obvodu

Teraz je náš hardvér plne pripravený. Umiestnite kovanie na vhodné miesto na bočnom stole postele a počas noci sledujte prácu obvodu. Ak sú LED diódy rozsvietené ZAP v tme to znamená, že náš obvod funguje správne. Tento hardvér je možné pripevniť aj na stenu alebo iné vhodné miesto v blízkosti postele, aby bolo v miestnosti dostatok svetla, a ak chce niekto skontrolovať čas na mobilnom telefóne, môže to ľahko urobiť. Výdrž batérie sa môže po nejakom čase znížiť, preto ju treba neustále monitorovať a po vyschnutí ju treba vymeniť!