การทำวงจรกล่องจดหมายอิเล็กทรอนิกส์

กล่องจดหมายใช้เพื่อรับไฟล์ จดหมาย ส่งโดยผู้ส่งและติดตั้งนอกบ้านหรือสำนักงาน บุรุษไปรษณีย์วางจดหมายลงในกล่องนั้นและต่อมาจดหมายนั้นก็ถูกรับไปยังผู้อยู่อาศัยในบ้าน เมื่อบุรุษไปรษณีย์มาถึงบ้านเขาเพียงแค่หย่อนจดหมายลงในกล่องและจากไปโดยไม่ให้ผู้อยู่อาศัยนำจดหมายนั้นออกไป จะดีแค่ไหนถ้าเราทำให้กระบวนการนี้เป็นไปโดยอัตโนมัติเพื่อที่เมื่อใดก็ตามที่จดหมายถูกทิ้งลงในกล่องผู้อยู่อาศัยจะได้รู้และหยิบมันขึ้นมาโดยไม่ชักช้า ในโครงการนี้ฉันจะทำวงจรตู้จดหมายอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถใช้ในบ้านและสำนักงาน ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในโครงการนี้คือ LED ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี ไดโอดเปล่งแสง (LED) ถูกประดิษฐ์ขึ้นและผลิตคาร์บอนน้อยลงและด้วยเหตุนี้จึงมีส่วนช่วยลดภาวะโลกร้อน ความต้องการ LED เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในปัจจุบันเนื่องจากมีค่าใช้จ่ายไม่มากนักและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ทันทีที่ตัวอักษรหล่นลงในกล่องไฟ LED จะหยุดเรืองแสงและเป็นสัญลักษณ์ของตัวอักษรในกล่อง . วงจรนี้จะถูกวางไว้ในตู้จดหมายที่ติดตั้งไว้นอกบ้านและในขณะที่วางวงจรนั้นจำเป็นต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเพื่อให้ตรวจพบตัวอักษรได้อย่างถูกต้อง อย่าเสียเวลาสักวินาทีเดียวและทำสิ่งนี้ให้ลุล่วง

วงจรกล่องจดหมายอิเล็กทรอนิกส์

วิธีการรวมส่วนประกอบวงจรพื้นฐานในการออกแบบวงจร

แนวทางที่ดีที่สุดในการเริ่มต้นโครงการคือการจัดทำรายการส่วนประกอบและทำการศึกษาส่วนประกอบเหล่านี้โดยสังเขปเนื่องจากไม่มีใครต้องการยึดติดอยู่ตรงกลางของโครงการเพียงเพราะส่วนประกอบที่ขาดหายไป แผงวงจรพิมพ์เป็นที่ต้องการสำหรับการประกอบวงจรบนฮาร์ดแวร์เพราะถ้าเราประกอบชิ้นส่วนบนเขียงหั่นขนมอาจถอดออกได้และวงจรจะสั้นดังนั้น PCB จึงเป็นที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบที่ต้องการ (ฮาร์ดแวร์)

• LM741 IC เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน
• ประตู CD4001 NOR
• ตัวต้านทาน 1k (x2)
• ตัวต้านทาน 10k (x5)
• ไฟ LED (x2)
• ตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสง
• ตัวเก็บประจุเซรามิก 0.1uF (x2)
• แบตเตอรี่ 9V
• คลิปแบตเตอรี่
• การเชื่อมต่อสายไฟ
• FeCl3
• แผงวงจรพิมพ์
• ปืนกาวร้อน

ขั้นตอนที่ 2: ส่วนประกอบที่จำเป็น (ซอฟต์แวร์)

• Proteus 8 Professional (สามารถดาวน์โหลดได้จาก ที่นี่ )

หลังจากดาวน์โหลด Proteus 8 Professional แล้วให้ออกแบบวงจรบนนั้น ฉันได้รวมการจำลองซอฟต์แวร์ไว้ที่นี่เพื่อให้ผู้เริ่มต้นออกแบบวงจรและทำการเชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์ได้อย่างเหมาะสม

ขั้นตอนที่ 3: ทำความเข้าใจหลักการทำงาน

หลักการทำงานของโครงการค่อนข้างง่าย วงจรใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ 9V DC อย่างไรก็ตามสามารถใช้อะแดปเตอร์ AC เป็น DC เพื่อจ่ายไฟให้กับวงจรนี้ได้เนื่องจากข้อกำหนดของเราคือ 9V DC เราจำเป็นต้องระบุการมีอยู่ของตัวอักษรในตู้จดหมายและสำหรับการระบุตัวอักษร LDR นั้นเชื่อมต่อพร้อมกับ LED ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดแสงในกล่อง ความต้านทานของ LDR แปรผกผันกับความเข้มของแสงซึ่งหมายถึงความเข้มของแสงมากขึ้นความต้านทานของ LDR จะลดลง เมื่อไม่มีแสงความต้านทานของ LDR จะมาก สูง และทันทีที่แสงเริ่มตกลงบน LDR ความต้านทานของ LDR จะลดลง ตำแหน่งของ LED จะถูกปรับในลักษณะที่เมื่อแสงที่ปล่อยออกมาจาก LED ตกลงบน LDR โดยตรงและตัวอักษรที่หลุดออกไปจะเป็นกล่องขัดขวางไม่ให้แสงตกบน LDR ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงนี้โดย LM741 และ ประตู NOR CD4001 และไฟ LED ใช้เพื่อระบุการมีอยู่ของตัวอักษร

ขั้นตอนที่ 4: การวิเคราะห์วงจร

ตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสงมีบทบาทสำคัญในวงจร มีหน้าที่ในการหมุน บน และ ปิด LED. LDR เป็นไปตามหลักการของการนำแสง ความต้านทานของ LDR จะแตกต่างกันไปเมื่อแสงตกกระทบ เมื่อแสงตกกระทบกับ LDR ความต้านทานจะลดลงและเมื่อวางไว้ในที่มืดความต้านทานจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นการเปลี่ยน LED จึงขึ้นอยู่กับความต้านทานของ LDR ก่อนอ่านบทความนี้ขอแนะนำให้อ่านตารางลอจิกเกตของ อ . สามารถ googled หรือพบ ที่นี่ . Operational Amplifier 741, NOR Gate CD4001 และ LDR เป็นกระดูกสันหลังของวงจร LDR และ LED จะถูกติดตั้งไว้ที่ช่องเปิดของกล่องจดหมายเพื่อให้แสงจาก LED ตกลงบน LDR ดังนั้น OpAmp 741 จะเป็น สูง. สัญญาณนั้นจัดเตรียมไว้ที่ Pin1 ของ CD4001 และ NOR Gate นี้จะสร้างไฟล์ สูง เอาต์พุตเมื่ออินพุตทั้งหมดอยู่ในระดับต่ำ ดังนั้นไฟ LED จะยังคงติดสว่างเมื่อไม่มีตัวอักษรอยู่ในกล่องจดหมาย ทันทีที่ตัวอักษรถูกทิ้งลงในกล่องความต้านทานของ LDR จะมากขึ้น สูง และผลลัพธ์ของ LM741 จะกลายเป็น ต่ำ . สัญญาณ LOW นี้มีให้เพิ่มเติมกับ CD4001 ซึ่งจะส่งผลให้มีเอาต์พุต (0) ที่ขา 3 ของ NOR Gate สิ่งนี้จะสร้าง HIGH (1) บนพิน 4 เนื่องจากอินพุตที่กำหนดให้กับประตูที่สองจากพิน 3 และสามารถเห็นได้ด้านล่างในวงจรว่าอินพุตทั้งสองเป็น (0) ดังนั้นเอาต์พุตที่พิน 4 จะเป็น สูง. เนื่องจากการดำเนินการทั้งหมดที่เกิดขึ้นเหนือเอาต์พุตที่พิน 11 จะเป็น สูง และไฟ LED จะหยุดเรืองแสงและจะระบุว่ามีตัวอักษรอยู่ในกล่อง ไฟ LED ยังคงอยู่ ปิด จนกว่าตัวอักษรจะถูกนำออกจากกล่องและไฟ LED จะเริ่มติดสว่างอีกครั้ง

ขั้นตอนที่ 5: จำลองวงจร

ก่อนที่จะสร้างวงจรจะเป็นการดีกว่าที่จะจำลองและตรวจสอบการอ่านทั้งหมดบนซอฟต์แวร์ ซอฟต์แวร์ที่เราจะใช้คือไฟล์ Proteus Design Suite . Proteus เป็นซอฟต์แวร์ที่ใช้จำลองวงจรอิเล็กทรอนิกส์

1. หลังจากดาวน์โหลดและติดตั้งซอฟต์แวร์ Proteus แล้วให้เปิดขึ้นมา เปิดแผนผังใหม่โดยคลิกที่ไฟล์ ISIS ไอคอนบนเมนู

   ISIS

   
   
   
2. เมื่อแผนผังใหม่ปรากฏขึ้นให้คลิกที่ไฟล์ ป ไอคอนบนเมนูด้านข้าง เพื่อเปิดช่องให้คุณเลือกส่วนประกอบทั้งหมดที่จะใช้

   แผนผังใหม่

3. ตอนนี้พิมพ์ชื่อของส่วนประกอบที่จะใช้ในการสร้างวงจร ส่วนประกอบจะปรากฏในรายการทางด้านขวา

   รายการส่วนประกอบ

4. ในทำนองเดียวกันข้างต้นให้ค้นหาส่วนประกอบทั้งหมด พวกเขาจะปรากฏในไฟล์ อุปกรณ์ รายการ.

ขั้นตอนที่ 6: การสร้างเค้าโครง PCB

ในขณะที่เรากำลังจะสร้างวงจรฮาร์ดแวร์บน PCB เราจำเป็นต้องสร้างเค้าโครง PCB สำหรับวงจรนี้ก่อน

1. ในการสร้างเค้าโครง PCB บน Proteus ก่อนอื่นเราต้องกำหนดแพ็คเกจ PCB ให้กับทุกส่วนประกอบบนแผนผัง ในการกำหนดแพ็กเกจให้คลิกเมาส์ขวาที่ส่วนประกอบที่คุณต้องการกำหนดแพ็กเกจแล้วเลือก เครื่องมือบรรจุภัณฑ์
2. คลิกที่ตัวเลือก ARIES บนเมนูด้านบนเพื่อเปิดแผนผัง PCB

   การออกแบบ ARIES

3. จากรายการส่วนประกอบวางส่วนประกอบทั้งหมดบนหน้าจอในการออกแบบที่คุณต้องการให้วงจรของคุณมีลักษณะ
4. คลิกที่โหมดติดตามและเชื่อมต่อหมุดทั้งหมดที่ซอฟต์แวร์บอกให้คุณเชื่อมต่อโดยชี้ลูกศร

ขั้นตอนที่ 7: แผนภาพวงจร

หลังจากสร้างเค้าโครง PCB แล้วแผนภาพวงจรจะมีลักษณะดังนี้:

แผนภูมิวงจรรวม

ขั้นตอนที่ 8: การตั้งค่าฮาร์ดแวร์

ขณะนี้เราได้จำลองวงจรบนซอฟต์แวร์แล้วและทำงานได้ดีอย่างสมบูรณ์ ตอนนี้ให้เราไปข้างหน้าและวางส่วนประกอบบน PCB หลังจากจำลองวงจรบนซอฟต์แวร์และสร้างเค้าโครง PCB แล้วเค้าโครงวงจรจะพิมพ์ลงบนกระดาษเนย ก่อนวางกระดาษเนยบนบอร์ด PCB ให้ใช้ที่ขูด PCB ถูบอร์ดเพื่อให้ชั้นทองแดงบนกระดานลดลงจากด้านบนของบอร์ด

การถอดชั้นทองแดง

จากนั้นวางกระดาษเนยลงบนแผ่น PCB และรีดจนพิมพ์วงจรบนกระดาน (ใช้เวลาประมาณห้านาที)

รีดบอร์ด PCB

ตอนนี้เมื่อพิมพ์วงจรลงบนบอร์ดจะจุ่มลงใน FeCl₃วิธีแก้ปัญหาของน้ำร้อนเพื่อขจัดทองแดงส่วนเกินออกจากบอร์ดจะเหลือเฉพาะทองแดงที่อยู่ใต้วงจรพิมพ์เท่านั้น

การแกะสลัก PCB

หลังจากนั้นถูบอร์ด PCB ด้วย scrapper เพื่อให้สายไฟโดดเด่น ตอนนี้เจาะรูในตำแหน่งที่เกี่ยวข้องและวางส่วนประกอบบนแผงวงจร

เจาะรูใน PCB

บัดกรีส่วนประกอบบนบอร์ด สุดท้ายตรวจสอบความต่อเนื่องของวงจรและหากความไม่ต่อเนื่องเกิดขึ้นที่ตำแหน่งใดก็ตามที่ถอดชิ้นส่วนออกและเชื่อมต่ออีกครั้ง ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การทดสอบความต่อเนื่องคือการตรวจสอบวงจรไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบว่ากระแสไฟฟ้าไหลในเส้นทางที่ต้องการหรือไม่ (ว่าอยู่ในวงจรทั้งหมดแน่นอน) การทดสอบความต่อเนื่องทำได้โดยการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย (ต่อสายในการจัดเรียง LED หรือชิ้นส่วนที่สร้างความปั่นป่วนตัวอย่างเช่นลำโพงเพียโซอิเล็กทริก) ในทางเลือก หากการทดสอบความต่อเนื่องผ่านแสดงว่าทำวงจรได้เพียงพอตามต้องการ ตอนนี้พร้อมสำหรับการทดสอบแล้ว ควรใช้กาวร้อนโดยใช้ปืนกาวร้อนที่ขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่เพื่อไม่ให้ขั้วของแบตเตอรี่หลุดออกจากวงจร

การตั้งค่า DMM สำหรับการตรวจสอบความต่อเนื่อง

ขั้นตอนที่ 9: ทดสอบวงจร

หลังจากประกอบส่วนประกอบฮาร์ดแวร์บนบอร์ด PCB และตรวจสอบความต่อเนื่องแล้วเราจำเป็นต้องตรวจสอบว่าวงจรของเราทำงานอย่างถูกต้องหรือไม่เราจะทดสอบวงจรของเรา ติดตั้งวงจรในตู้จดหมายที่วางไว้นอกบ้านและคอยตรวจสอบแบตเตอรี่อยู่เสมอ เมื่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่สิ้นสุดลงแบตเตอรี่ใหม่จะถูกแทนที่ วงจรนี้สามารถติดตั้งในสำนักงานได้ด้วย