วิธีการออกแบบวงจรโคมไฟกลางคืนแบบอิสระ

เทคนิคการทำงานอัตโนมัติล่าสุดถูกนำมาใช้โดยคนไม่กี่คนในบ้านของพวกเขา ในยุคปัจจุบันนี้ผู้คนควรเลือกใช้เทคนิคระบบอัตโนมัติล่าสุดเพื่อให้ชีวิตง่ายขึ้น ปกติในบ้านเราจะเปิดและปิดไฟเอง สิ่งนี้มักเกิดขึ้นในเวลากลางคืนเมื่อเราเข้านอนเพื่อนอนหลับ ภาวะโลกร้อนเป็นปัญหาร้ายแรงในทุกวันนี้ และสิ่งใดก็ตามที่ช่วยลดภาวะโลกร้อนควรได้รับการส่งเสริม หลอดประหยัดพลังงานที่ใช้ในอดีตผลิตคาร์บอนซึ่งเป็นอันตรายต่อสุขภาพ ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี ไดโอดเปล่งแสง (LED) ถูกประดิษฐ์ขึ้นและผลิตคาร์บอนน้อยลงและด้วยเหตุนี้จึงมีส่วนช่วยลดภาวะโลกร้อน ความต้องการ LED เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในปัจจุบันเนื่องจากมีค่าใช้จ่ายไม่มากนักและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ในโครงงานนี้ฉันจะอธิบายวงจรและหลักการทำงานของโคมไฟกลางคืนซึ่งจะใช้ไฟ LED กำลังสูง ไฟ LED เปิดอยู่ บน ในเวลากลางคืนและจะหมุนโดยอัตโนมัติ ปิด ระหว่างวัน.

วิธีการประกอบตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสงกับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ

แนวทางที่ดีที่สุดในการเริ่มต้นโครงการคือการจัดทำรายการส่วนประกอบและทำการศึกษาส่วนประกอบเหล่านี้โดยสังเขปเนื่องจากไม่มีใครต้องการยึดติดอยู่ตรงกลางของโครงการเพียงเพราะส่วนประกอบที่ขาดหายไป บอร์ด PCB เป็นที่ต้องการสำหรับการประกอบวงจรบนฮาร์ดแวร์เพราะถ้าเราประกอบชิ้นส่วนบนเขียงหั่นขนมมันอาจหลุดออกจากมันและวงจรจะสั้นดังนั้น PCB จึงเป็นที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบที่ต้องการ (ฮาร์ดแวร์)

ขั้นตอนที่ 2: ส่วนประกอบที่จำเป็น (ซอฟต์แวร์)

หลังจากดาวน์โหลด Proteus 8 Professional แล้วให้ออกแบบวงจรบนนั้น ฉันได้รวมการจำลองซอฟต์แวร์ไว้ที่นี่เพื่อให้ผู้เริ่มต้นออกแบบวงจรและทำการเชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์ได้อย่างเหมาะสม

ขั้นตอนที่ 3: ศึกษาส่วนประกอบ

ขณะนี้เราทราบแนวคิดหลักเบื้องหลังโครงการแล้วและเรายังมีรายการส่วนประกอบทั้งหมดให้เราก้าวไปข้างหน้าหนึ่งก้าวและศึกษาส่วนประกอบทั้งหมดโดยสังเขป

ตัวต้านทานขึ้นอยู่กับแสง: LDR เป็นตัวต้านทานแบบขึ้นกับแสง ซึ่งจะแปรผันความต้านทานตามความเข้มของแสง โมดูล LDR สามารถมีพินเอาต์พุตอะนาล็อก พินเอาต์พุตดิจิทัล หรือทั้งสองอย่าง ความต้านทานของ LDR แปรผกผันกับความเข้มของแสงซึ่งหมายถึงความเข้มของแสงที่มากขึ้นความต้านทานของ LDR จะลดลง ความไวของโมดูล LDR สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้ลูกบิดโพเทนชิออมิเตอร์บนโมดูล

ทรานซิสเตอร์กำลัง: ทรานซิสเตอร์สามารถทำงานสองอย่าง ในวงจรสามารถทำงานได้เป็น เครื่องขยายเสียง หรือเป็นสวิตช์ หากทำงานเป็นแอมพลิฟายเออร์จะใช้กระแสจากด้านอินพุตเพียงเล็กน้อยและขยายกระแสนั้นที่ด้านเอาต์พุต ถ้ามันทำงานเป็นไฟล์ สวิตซ์ กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กที่ไหลผ่านส่วนหนึ่งของทรานซิสเตอร์สามารถทำให้กระแสที่ใหญ่กว่าไหลผ่านส่วนอื่น ๆ ของมันได้ ทรานซิสเตอร์ธรรมดาใช้ในวงจรธรรมดาที่มีการจัดการกระแสจำนวนเล็กน้อยและทรานซิสเตอร์กำลังถูกใช้ในวงจรที่ซับซ้อนซึ่งเราจัดการกับกระแสจำนวนมาก ทรานซิสเตอร์กำลังสามารถรับกระแสไฟได้มากโดยไม่ทำให้เกิดการระเบิด โดยปกติทรานซิสเตอร์กำลังจะมีตัวระบายความร้อนติดตั้งอยู่เพื่อที่พวกมันจะดูดซับความร้อนที่มากเกินไปและหลีกเลี่ยงไม่ให้ทรานซิสเตอร์ร้อนขึ้น

แผงวงจรพิมพ์:บอร์ด PCB ใช้ในการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ฟอยล์ทองแดงบาง ๆ อยู่ที่ด้านบนของ PCB ซึ่งมีหน้าที่ในการนำไฟฟ้า PCB สามารถเป็นแบบด้านเดียวสองด้านหรือหลายชั้น การแกะสลักทางเคมีที่อธิบายไว้ด้านล่างแบ่งชั้นทองแดงนั้นออกเป็นเส้นนำแยกที่เรียกว่า ร่องรอย. วงจรถูกสร้างขึ้นจากซอฟต์แวร์ในตอนแรกจากนั้นหลังจากได้รับการพิมพ์ออกจากวงจรนั้นจะถูกวางลงบนแผงวงจร PCB ด้วยความช่วยเหลือของ Iron ประโยชน์หลักของ PCB คือ ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกบัดกรีบนบอร์ดและจะไม่หลุดออกจากมันจนกว่าจะทำการยกเลิกการบัดกรีด้วยตนเอง

ก BC547 คือทรานซิสเตอร์ NPN ดังนั้นเมื่อยึดพินฐานที่กราวด์ตัวเก็บรวบรวมและตัวปล่อยจะกลับด้านและเมื่อสัญญาณถูกส่งไปยังฐานตัวเก็บรวบรวมและตัวปล่อยจะเอนเอียงไปข้างหน้า ค่าอัตราขยายของทรานซิสเตอร์นี้อยู่ในช่วง 110 ถึง 800 ความสามารถในการขยายของทรานซิสเตอร์จะพิจารณาจากค่าการขยายนี้ เราไม่สามารถเชื่อมต่อภาระหนักเข้ากับทรานซิสเตอร์นี้ได้เนื่องจากปริมาณกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถไหลผ่านพินตัวเก็บรวบรวมได้เกือบ 500mA กระแสจะถูกนำไปใช้กับพินฐานเพื่อไบแอสทรานซิสเตอร์กระแสนี้ (I_ข) ควร จำกัด ไว้ที่ 5mA

ขั้นตอนที่ 4: ทำความเข้าใจหลักการทำงาน

วงจรใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ 9V DC อย่างไรก็ตามสามารถใช้อะแดปเตอร์ AC เป็น DC เพื่อจ่ายไฟให้กับวงจรนี้ได้เนื่องจากข้อกำหนดของเราคือ 9V DC ทรานซิสเตอร์ BC547 กำลังทำงานในโหมดอิ่มตัวในวงจรนี้ ใช้สำหรับสลับวัตถุประสงค์ในวงจรนี้ และมีหน้าที่ในการเปิดและปิดไฟ LED มีไฟ LED กำลังสูงยี่สิบห้าดวงในวงจรดังนั้นจึงใช้ทรานซิสเตอร์กำลังที่นี่เนื่องจากสามารถรองรับกระแสไฟฟ้าจำนวนมากได้และมีการติดตั้งชุดระบายความร้อนเพื่อให้ความร้อนกระจายไปในอากาศผ่านตัวระบายความร้อนและ ทรานซิสเตอร์ไม่ร้อนขึ้น ความสว่างของ LED กำลังสูงเหล่านี้เทียบเท่ากับหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่เพียงพอและทำให้ห้องสว่างขึ้น วงจรจะประกอบบน PCB และควรวาง LED ในระยะที่เหมาะสมเพื่อไม่ให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรและแสงกระจายได้ดีมากในห้อง

ขั้นตอนที่ 5: การทำงานของวงจร

วงจรได้รับการออกแบบในลักษณะที่ LED กำลังสูงมีหน้าที่ควบคุมความเข้มแสงของวงจร ตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสงมีบทบาทสำคัญในวงจร มีหน้าที่ในการเลี้ยว บน และ ปิดไฟ LED LDR เป็นไปตามหลักการของการนำแสง ความต้านทานของ LDR จะแตกต่างกันไปเมื่อแสงตกกระทบ เมื่อแสงตกกระทบกับ LDR ความต้านทานจะลดลงและเมื่อวางไว้ในที่มืดความต้านทานจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นการเปลี่ยนไฟ LED จึงขึ้นอยู่กับความต้านทานของ LDR ใช้ไฟ LED ยี่สิบห้าดวงในวงจร ในการเชื่อมต่อครั้งแรก LED ห้าดวงจะถูกจัดเรียงเป็นอนุกรมและพร้อมกับการเชื่อมต่อแบบขนานห้าดวงและการเชื่อมต่อแต่ละครั้งจะมี LED ห้าดวงที่เรียงเป็นอนุกรม

ขั้นตอนที่ 6: จำลองวงจร

ก่อนสร้างวงจร ควรจำลองและตรวจสอบการอ่านทั้งหมดในซอฟต์แวร์ก่อน ซอฟต์แวร์ที่เราจะใช้คือไฟล์ Proteus Design Suite. Proteus เป็นซอฟต์แวร์ที่จำลองวงจรอิเล็กทรอนิกส์:

1. หลังจากคุณดาวน์โหลดและติดตั้งซอฟต์แวร์ Proteus แล้วให้เปิดขึ้นมา เปิดแผนผังใหม่โดยคลิกที่ ISISไอคอนบนเมนู
2. เมื่อแผนผังใหม่ปรากฏขึ้นให้คลิกที่ไฟล์ ปไอคอนบนเมนูด้านข้าง เพื่อเปิดช่องให้คุณเลือกส่วนประกอบทั้งหมดที่จะใช้
3. ตอนนี้พิมพ์ชื่อของส่วนประกอบที่จะใช้ในการสร้างวงจร ส่วนประกอบจะปรากฏในรายการทางด้านขวา
4. ในทำนองเดียวกันข้างต้นให้ค้นหาส่วนประกอบทั้งหมด พวกเขาจะปรากฏใน อุปกรณ์ รายการ.

ขั้นตอนที่ 7: แผนภาพวงจร

หลังจากประกอบส่วนประกอบและเดินสายแล้ว แผนภาพวงจรควรมีลักษณะดังนี้:

ขั้นตอนที่ 8: การสร้างเค้าโครง PCB

ในขณะที่เรากำลังจะสร้างวงจรฮาร์ดแวร์บน PCB เราจำเป็นต้องสร้างเค้าโครง PCB สำหรับวงจรนี้ก่อน

1. ในการสร้างเค้าโครง PCB บน Proteus อันดับแรกเราต้องกำหนดแพ็คเกจ PCB ให้กับทุกส่วนประกอบบนแผนผัง ในการกำหนดแพ็คเกจ ให้คลิกขวาบนส่วนประกอบที่คุณต้องการกำหนดแพ็คเกจ แล้วเลือก เครื่องมือบรรจุภัณฑ์
2. คลิกที่ตัวเลือก ARIES บนเมนูด้านบนเพื่อเปิดแผนผัง PCB
3. จากรายการส่วนประกอบ ให้วางส่วนประกอบทั้งหมดบนหน้าจอในแบบที่คุณต้องการให้วงจรของคุณดูเหมือน
4. คลิกที่โหมดติดตามและเชื่อมต่อหมุดทั้งหมดที่ซอฟต์แวร์บอกให้คุณเชื่อมต่อโดยชี้ลูกศร

ขั้นตอนที่ 9: การประกอบฮาร์ดแวร์

เนื่องจากตอนนี้เราได้จำลองวงจรบนซอฟต์แวร์แล้วและทำงานได้ดีอย่างสมบูรณ์ ตอนนี้ให้เราเดินหน้าและวางส่วนประกอบบน PCB PCB คือแผงวงจรพิมพ์ เป็นบอร์ดเคลือบด้วยทองแดงด้านหนึ่งและหุ้มฉนวนจากอีกด้านหนึ่งอย่างเต็มที่ การทำวงจรบน PCB เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างยาว หลังจากจำลองวงจรบนซอฟต์แวร์และสร้างโครงร่าง PCB แล้วโครงร่างวงจรจะถูกพิมพ์ลงบนกระดาษเนย ก่อนที่จะวางกระดาษเนยลงบนบอร์ด PCB ให้ใช้มีดโกนถูบอร์ดเพื่อให้ชั้นทองแดงบนกระดานลดลงจากด้านบนของบอร์ด

จากนั้นวางกระดาษเนยลงบนแผ่น PCB และรีดจนพิมพ์วงจรบนกระดาน (ใช้เวลาประมาณห้านาที)

ตอนนี้เมื่อพิมพ์วงจรบนบอร์ดมันจะถูกจุ่มลงใน FeCl₃ สารละลายน้ำร้อนเพื่อขจัดทองแดงส่วนเกินออกจากบอร์ดจะเหลือเฉพาะทองแดงที่อยู่ใต้วงจรพิมพ์เท่านั้น

หลังจากนั้นถูบอร์ด PCB ด้วย scrapper เพื่อให้สายไฟโดดเด่น ตอนนี้เจาะรูในตำแหน่งที่เกี่ยวข้องและวางส่วนประกอบบนแผงวงจร

บัดกรีส่วนประกอบบนบอร์ด สุดท้าย ให้ตรวจสอบความต่อเนื่องของวงจร และหากเกิดความไม่ต่อเนื่องขึ้นที่จุดใด ๆ ให้ถอดส่วนประกอบออกและเชื่อมต่ออีกครั้ง ใช้ปืนกาวร้อนที่ขั้วของวงจรเพื่อไม่ให้แบตเตอรี่หลุดออกหากมีการใช้แรงกด

ขั้นตอนที่ 10: ทดสอบวงจร

ตอนนี้ฮาร์ดแวร์ของเราพร้อมแล้ว วางฮาร์ดแวร์ในตำแหน่งที่เหมาะสมบนโต๊ะข้างเตียงและสังเกตการทำงานของวงจรในตอนกลางคืน หากไฟ LED ถูกเปลี่ยน บนในความมืดนั่นหมายความว่าวงจรของเราทำงานอย่างถูกต้อง ฮาร์ดแวร์นี้สามารถยึดติดกับผนังหรือสถานที่ที่เหมาะสมใกล้เตียงเพื่อให้มีแสงสว่างเพียงพอในห้องและหากมีใครต้องการตรวจสอบเวลาบนโทรศัพท์มือถือก็สามารถทำได้อย่างง่ายดาย อายุการใช้งานแบตเตอรี่อาจลดลงเมื่อเวลาผ่านไปดังนั้นควรตรวจสอบอย่างต่อเนื่องและควรเปลี่ยนเมื่อแบตเตอรี่แห้ง!