Com dissenyar un circuit de làmpades de nit autònomes?

Algunes persones adopten les últimes tècniques d'automatització a casa seva. En aquesta era moderna, la gent hauria d’optar per les últimes tècniques d’automatització per facilitar la seva vida. Normalment, a casa nostra, encenem i apagem els llums manualment. Això passa generalment a la nit quan anem al llit a dormir. L’escalfament global és un problema greu en aquests dies i s’hauria de fomentar tot el que contribueixi a minimitzar l’escalfament global. Les bombetes d’estalvi d’energia utilitzades en el passat produïen carboni que era perillós per a la salut. Amb l’avenç tecnològic, Diodes emissors de llum (LED) es van inventar i van produir menys carboni i, per tant, van contribuir a minimitzar l’escalfament global. Actualment, la demanda de LED augmenta ràpidament perquè no són molt costosos i duren més. En aquest projecte, explicaré el circuit i el principi de funcionament d’una làmpada nocturna que utilitzarà els LED d’alta potència. Els LED es giren ACTIVAT a la nit i es giren automàticament DESACTIVAT durant el dia.



Llum de nit automàtica

Com muntar una resistència dependent de la llum amb altres components electrònics?

El millor enfocament per iniciar qualsevol projecte és fer una llista de components i fer un breu estudi d’aquests components perquè ningú voldrà quedar-se enmig d’un projecte només per falta d’un component. Es prefereix la placa PCB per muntar el circuit en maquinari, ja que si muntem els components de la placa de configuració, es poden desprendre del circuit i, per tant, el circuit quedarà curt, per tant, és preferible la PCB.



Pas 1: components necessaris (maquinari)

  • Resistència dependent de la llum
  • Condensador de 1uF
  • Resistència de 100 k Ohm
  • Resistència de 1 k ohm
  • Potenciòmetre
  • BC548 Transistor
  • Transistor de potència TN2905A / MJE3055
  • Resistència de 470 Ohm (x4)
  • LED (x25)
  • Clip de bateria
  • FeCl3
  • Circuit imprés
  • Pistola de cola calenta

Pas 2: components necessaris (programari)

  • Proteus 8 Professional (es pot descarregar des de Aquí )

Després de descarregar el Proteus 8 Professional, dissenyeu-ne el circuit. He inclòs simulacions de programari aquí perquè sigui convenient per als principiants dissenyar el circuit i fer les connexions adequades al maquinari.



Pas 3: estudiar els components

Com que ara coneixem la idea principal del projecte i també tenim una llista completa de tots els components, anem un pas endavant i passem per un breu estudi de tots els components.



Resistència dependent de la llum: Un LDR és una resistència dependent de la llum que varia la seva resistència amb la intensitat de la llum. Un mòdul LDR pot tenir un pin de sortida analògic, un pin de sortida digital o tots dos. la resistència de la LDR és inversament proporcional a la intensitat de la llum, cosa que significa que la intensitat de la llum és més gran, menor serà la resistència de la LDR. La sensibilitat del mòdul LDR es pot canviar mitjançant un botó de potenciòmetre al mòdul.

Resistència dependent de la llum

Transistor de potència: Un transistor pot realitzar dues tasques. En un circuit, pot funcionar com a amplificador o com a interruptor. Si funciona com a amplificador, pren una quantitat molt petita de corrent del costat d'entrada i amplifica aquest corrent al costat de sortida. Si funciona com a interruptor un petit corrent elèctric que flueix a través d’una part del transistor pot fer que el corrent més gran flueixi per l’altra part del mateix. Un transistor normal s'utilitza en circuits simples on es maneja una petita quantitat de corrent i un transistor de potència en circuits complexos on tractem una gran quantitat de corrent. Un transistor de potència pot transportar grans quantitats de corrent sense volar. Normalment, els transistors de potència tenen instal·lats dissipadors de calor perquè puguin absorbir una calor excessiva i evitar l’escalfament del transistor.



2N3055 Transistor de potència

Circuit imprés: La placa PCB s’utilitza en el disseny de circuits electrònics. A la part superior del PCB hi ha una fina capa de làmina de coure responsable de la conductivitat. El PCB pot ser unilateral, doble cara o multicapa. El gravat químic que s’explica a continuació divideix aquesta capa de coure en línies conductores separades anomenades com rastres . En primer lloc, es fa un circuit al programari i, després d’obtenir la impressió d’aquest circuit, s’enganxa a la placa PCB amb l’ajuda de Iron. El principal avantatge d’un PCB és que els components es solden a la placa i no se’n desprenen fins que no es solden manualment.

Circuit imprés

A BC547 és un transistor NPN. Així, quan el pin base es manté a terra, el col·lector i l’emissor s’invertiran i, quan el senyal es proporciona a la base, el col·lector i l’emissor es polaritzaran cap endavant. El valor de guany d’aquest transistor oscil·la entre 110 i 800. La capacitat d’amplificació del transistor ve determinada per aquest valor de guany. No podem connectar la càrrega pesada a aquest transistor perquè la quantitat màxima de corrent que pot circular pel pin del col·lector és de gairebé 500 mA. El corrent s'ha d'aplicar al pin base per polaritzar el transistor, aquest corrent (IB) s’hauria de limitar a 5 mA.

BC547 Transistor

Pas 4: entendre el principi de treball

El circuit s’alimenta d’una bateria de 9V CC. Tot i això, també es pot utilitzar un adaptador de CA a CC per alimentar aquest circuit perquè el nostre requisit és de 9 V CC. El transistor BC547 funciona en un mode de saturació en aquest circuit. S'utilitzen per commutar en aquest circuit i són responsables d'encendre i apagar els LED. Hi ha vint-i-cinc LED d’alta potència al circuit, per tant s’utilitza un transistor de potència perquè pot gestionar una gran quantitat de corrent i s’hi instal·la un dissipador de calor, de manera que la calor es dissipa a l’aire a través d’aquest dissipador de calor i el transistor no s’escalfa. La brillantor d’aquests LED d’alta potència equival a una bombeta fluorescent suficient i il·lumina l’habitació. El circuit es muntarà en PCB i els LEDs hauran de col·locar-se a una distància raonable perquè no hi hagi possibilitat de curtcircuit i la llum estigui molt ben distribuïda a l’habitació.

Pas 5: Funcionament del circuit

El circuit està dissenyat de manera que els LED d’alta potència s’encarreguen de controlar la intensitat de llum del circuit. La resistència dependent de la llum té un paper vital en el circuit. És l’encarregat de girar ACTIVAT i DESACTIVAT els LED. El LDR segueix el principi de la conductivitat fotogràfica. La resistència del LDR varia quan hi cau la llum. Quan la llum cau sobre LDR, disminueix la resistència i quan es col·loca a la foscor augmenta la resistència. Per tant, el canvi dels LED depèn de la resistència del LDR. Al circuit s’utilitzen vint-i-cinc LED. En la primera connexió, es disposen cinc LED en sèrie i junt amb això es fan cinc connexions paral·leles i cada connexió té cinc LED disposats en sèrie.

Pas 6: Simulació del circuit

Abans de fer el circuit, és millor simular i examinar totes les lectures d’un programari. El programari que farem servir és el Suite de disseny Proteus . Proteus és un programari en què es simulen circuits electrònics:

  1. Després de descarregar i instal·lar el programari Proteus, obriu-lo. Obriu un esquema nou fent clic a ISIS icona al menú.

    ISIS

  2. Quan aparegui el nou esquema, feu clic a Pàg al menú lateral. S’obrirà un quadre on podeu seleccionar tots els components que s’utilitzaran.

    Nou esquema

  3. Ara escriviu el nom dels components que s’utilitzaran per fer el circuit. El component apareixerà en una llista a la part dreta.

    Selecció de components

  4. De la mateixa manera, com a l'anterior, cerqueu tots els components. Apareixeran al Dispositius Llista.

    Components

Pas 7: diagrama del circuit

Després de muntar els components i cablejar-los, el diagrama del circuit hauria de ser així:

Esquema de connexions

Pas 8: Creació d'un disseny de PCB

Com que farem el circuit de maquinari en un PCB, primer hem de fer un disseny de PCB per a aquest circuit.

  1. Per fer el disseny de PCB a Proteus, primer hem d'assignar els paquets de PCB a tots els components de l'esquema. per assignar paquets, feu clic amb el botó dret del ratolí al component que vulgueu assignar i seleccioneu Eina d'embalatge.
  2. Feu clic a l'opció ARIES al menú superior per obrir un esquema de PCB.

    Disseny ARIES

  3. A la llista de components, col·loqueu tots els components a la pantalla en un disseny que vulgueu que tingui el vostre circuit.
  4. Feu clic al mode pista i connecteu tots els pins que el programari us indica que connecteu apuntant una fletxa.

Pas 9: Muntatge del maquinari

Com ara hem simulat el circuit amb programari, funciona perfectament. Ara anem a avançar i col·loquem els components al PCB. Un PCB és una placa de circuit imprès. És un tauler completament recobert de coure per un costat i totalment aïllant de l’altre costat. Fer el circuit a la PCB és comparativament un procés llarg. Després de simular el circuit al programari i fer-ne la distribució del PCB, el disseny del circuit s’imprimeix en un paper mantega. Abans de col·locar el paper de mantega al tauler del PCB, utilitzeu un raspador per fregar el tauler de manera que la capa de coure del tauler es redueixi des de la part superior del tauler.

Eliminació de la capa de coure

A continuació, es col·loca el paper de mantega a la placa PCB i es planxa fins que el circuit s’imprimeix a la placa (es triga aproximadament cinc minuts).

Planxar la placa PCB

Ara, quan s’imprimeix el circuit a la placa, es submergeix al FeCl3solució d’aigua calenta per eliminar el coure addicional de la placa, només quedarà el coure del circuit imprès.

Aiguafort de PCB

Després, fregueu la placa PCB amb el raspador perquè el cablejat sigui destacat. Ara practiqueu els forats als llocs respectius i col·loqueu els components a la placa de circuit.

Forats de perforació a la placa PCB

Soldeu els components del tauler. Finalment, comproveu la continuïtat del circuit i si es produeix discontinuïtat en qualsevol lloc, dessoldeu els components i torneu-los a connectar. Apliqueu una pistola de cola calenta als borns del circuit per tal que la bateria no es pugui desprendre si s’hi aplica pressió.

Comprovació de la continuïtat del circuit

Pas 10: provar el circuit

Ara, el nostre maquinari està completament preparat. Col·loqueu el maquinari en un lloc adequat a la taula lateral del llit i observeu el funcionament del circuit durant la nit. Si els LED estan commutats ACTIVAT a les fosques, això significa que el nostre circuit funciona correctament. Aquest maquinari també es pot fixar a la paret o a qualsevol lloc adequat a prop del llit perquè hi hagi molta llum a l'habitació i si algú vol comprovar l'hora al telèfon mòbil ho pot fer fàcilment. La durada de la bateria pot disminuir al cap d’un temps, de manera que s’ha de controlar contínuament i s’ha de canviar quan s’assequi.