Hoe een autonoom nachtlampcircuit te ontwerpen?

De nieuwste automatiseringstechnieken worden door een paar mensen thuis overgenomen. In dit moderne tijdperk moeten mensen kiezen voor de nieuwste automatiseringstechnieken om hun leven gemakkelijker te maken. Normaal gesproken schakelen we in onze huizen de lichten handmatig AAN en UIT. Dit gebeurt meestal 's nachts als we naar bed gaan om te slapen. De opwarming van de aarde is tegenwoordig een ernstig probleem en alles wat bijdraagt ​​aan het minimaliseren van de opwarming van de aarde moet worden aangemoedigd. De spaarlampen die in het verleden werden gebruikt, produceerden koolstof dat gevaarlijk was voor de gezondheid. Met technologische vooruitgang, Lichtgevende dioden (LED's) werden uitgevonden en produceerden minder koolstof en droegen zo bij aan het minimaliseren van de opwarming van de aarde. De vraag naar leds neemt tegenwoordig snel toe omdat ze niet veel duurder zijn en langer meegaan. In dit project zal ik het circuit en het werkingsprincipe uitleggen van een nachtlamp die de High Power LED's zal gebruiken. De leds zijn gedraaid AAN 's nachts en ze worden automatisch gedraaid UIT tijdens de Dag.

Hoe een lichtafhankelijke weerstand samen te stellen met andere elektronische componenten?

De beste benadering om een ​​project te starten, is door een lijst met componenten te maken en deze componenten kort te bestuderen, omdat niemand midden in een project wil blijven staan ​​alleen omdat er een component ontbreekt. De printplaat heeft de voorkeur voor het monteren van het circuit op hardware, want als we de componenten op een breadboard monteren, kunnen ze losraken en wordt het circuit kort, dus print de voorkeur.

Stap 1: Benodigde componenten (hardware)

Stap 2: Benodigde componenten (software)

Na het downloaden van de Proteus 8 Professional, ontwerp je het circuit erop. Ik heb hier softwaresimulaties opgenomen, zodat het voor beginners handig kan zijn om het circuit te ontwerpen en de juiste verbindingen op de hardware te maken.

Stap 3: de componenten bestuderen

Omdat we nu het hoofdidee achter het project kennen en we ook een volledige lijst van alle componenten hebben, gaan we een stap verder en gaan we door een korte studie van alle componenten.

Lichtafhankelijke weerstand: Een LDR is een lichtafhankelijke weerstand die zijn weerstand varieert met de intensiteit van het licht. Een LDR-module kan een analoge uitgangspen, digitale uitgangspen of beide hebben. de weerstand van de LDR is omgekeerd evenredig met de intensiteit van het licht, wat betekent dat de intensiteit van het licht groter is, de weerstand van de LDR lager. De gevoeligheid van de LDR-module kan worden gewijzigd met behulp van een potentiometerknop op de module.

Machtstransistor: Een transistor kan twee taken uitvoeren. In een circuit kan het werken als een versterker of als schakelaar. Als het als een versterker werkt, neemt het een heel kleine hoeveelheid stroom van de ingangszijde en versterkt die stroom aan de uitgangszijde. Als het werkt als een schakelaar een kleine elektrische stroom die door een deel van de transistor stroomt, kan de grotere stroom door het andere deel ervan laten vloeien. Een normale transistor wordt gebruikt in eenvoudige schakelingen waar een kleine hoeveelheid stroom wordt verwerkt en een vermogenstransistor wordt gebruikt in complexe schakelingen waar we een grote hoeveelheid stroom verwerken. Een vermogenstransistor kan grote hoeveelheden stroom voeren zonder te ontploffen. Gewoonlijk zijn in de vermogenstransistors warmteafleiders geïnstalleerd, zodat ze overmatige warmte kunnen absorberen en opwarming van de transistor kunnen voorkomen.

Printplaat:De printplaat wordt gebruikt bij het ontwerpen van de elektronische schakelingen. Aan de bovenzijde van de print is een dun laagje koperfolie aanwezig dat verantwoordelijk is voor de geleidbaarheid. PCB kan eenzijdig, dubbelzijdig of meerlaags zijn. De chemische etsing die hieronder wordt uitgelegd, verdeelt die koperlaag in afzonderlijke geleidende lijnen genaamd sporen. Eerst wordt een schakeling op software gemaakt en nadat de print uit die schakeling is gehaald, wordt deze met behulp van ijzer op de printplaat geplakt. Het grote voordeel van een printplaat is dat de componenten op de print worden gesoldeerd en pas loskomen als ze handmatig worden losgesoldeerd.

EEN BC547 is een NPN-transistor. Dus wanneer de basispen op de grond wordt gehouden, worden de collector en de zender omgekeerd en wanneer het signaal aan de basis wordt geleverd, zullen de collector en de zender naar voren worden voorgespannen. De versterkingswaarde van deze transistor varieert van 110 tot 800. De versterkingscapaciteit van de transistor wordt bepaald door deze versterkingswaarde. We kunnen de zware belasting niet op deze transistor aansluiten omdat de maximale hoeveelheid stroom die door de collectorpin kan stromen bijna 500mA is. Er moet stroom worden toegepast op de basispen om de transistor voor te spannen, deze stroom (I._B.) moet worden beperkt tot 5mA.

Stap 4: Het werkingsprincipe begrijpen

Het circuit wordt gevoed door een 9V DC-batterij. Er kan echter ook een AC naar DC-adapter worden gebruikt om dit circuit van stroom te voorzien, omdat onze vereiste 9V DC is. De transistor BC547 werkt in een verzadigingsmodus in dit circuit. Ze worden gebruikt voor schakeldoeleinden in dit circuit en ze zijn verantwoordelijk voor het AAN- en UIT-schakelen van de LED's. Er zijn vijfentwintig High Power LED's in het circuit, daarom wordt hier een vermogenstransistor gebruikt omdat deze een grote hoeveelheid stroom aankan en er een koellichaam op is geïnstalleerd, zodat de warmte via dat koellichaam in de lucht wordt afgevoerd en de transistor is niet opgewarmd. De helderheid van deze High Power LED's is gelijk aan een fluorescerende lamp die voldoende is en de kamer verlicht. De schakeling wordt op PCB gemonteerd en de LED's dienen op redelijke afstand geplaatst te worden zodat er geen kans op kortsluiting is en het licht zeer goed verdeeld wordt in de ruimte.

Stap 5: Werking van het circuit

De schakeling is zo ontworpen dat de High Power LED's verantwoordelijk zijn voor het regelen van de lichtintensiteit van de schakeling. De lichtafhankelijke weerstand speelt een cruciale rol in het circuit. Het is verantwoordelijk voor het draaien AAN en UITde leds. De LDR volgt het principe van fotogeleiding. De weerstand van de LDR varieert als er licht op valt. Wanneer het licht op LDR valt, neemt de weerstand af en wanneer het in het donker wordt geplaatst, neemt de weerstand toe. Het schakelen van de leds is dus afhankelijk van de weerstand van de LDR. In het circuit worden vijfentwintig leds gebruikt. In de eerste verbinding zijn vijf LED's in serie gerangschikt en daarnaast worden vijf parallelle verbindingen gemaakt en elke verbinding heeft vijf LED's in serie.

Stap 6: Simulatie van het circuit

Voordat u het circuit maakt, is het beter om alle metingen op software te simuleren en te onderzoeken. De software die we gaan gebruiken is de Proteus Design Suite. Proteus is een software waarmee elektronische schakelingen worden gesimuleerd:

1. Nadat u de Proteus-software heeft gedownload en geïnstalleerd, opent u deze. Open een nieuw schema door op het ISISpictogram op het menu.
2. Wanneer het nieuwe schema verschijnt, klikt u op het P.pictogram in het zijmenu. Hierdoor wordt een venster geopend waarin u alle componenten kunt selecteren die zullen worden gebruikt.
3. Typ nu de naam van de componenten die zullen worden gebruikt om het circuit te maken. De component verschijnt aan de rechterkant in een lijst.
4. Zoek op dezelfde manier als hierboven in alle componenten. Ze verschijnen in het Apparaten Lijst.

Stap 7: schakelschema

Na montage van de componenten en bedrading moet het schakelschema er als volgt uitzien:

Stap 8: een PCB-layout maken

Omdat we het hardwarecircuit op een PCB gaan maken, moeten we eerst een PCB-layout voor dit circuit maken.

1. Om de PCB-lay-out op Proteus te maken, moeten we eerst de PCB-pakketten toewijzen aan elk onderdeel van het schema. om pakketten toe te wijzen, klikt u met de rechtermuisknop op het onderdeel waaraan u het pakket wilt toewijzen en selecteert u Verpakkingstool.
2. Klik op de optie ARIES in het bovenste menu om een ​​PCB-schema te openen.
3. Plaats vanuit de componentenlijst alle componenten op het scherm in een ontwerp dat u wilt dat uw circuit eruitziet.
4. Klik op de trackmodus en verbind alle pinnen die de software u vertelt om verbinding te maken door een pijl aan te wijzen.

Stap 9: De hardware monteren

Zoals we nu het circuit op software hebben gesimuleerd en het werkt prima. Laten we nu verder gaan en de componenten op PCB plaatsen. Een PCB is een printplaat. Het is een plaat die aan de ene kant volledig bekleed is met koper en aan de andere kant volledig isolerend. Het maken van de schakeling op de printplaat is relatief een langdurig proces. Nadat het circuit op de software is gesimuleerd en de PCB-lay-out is gemaakt, wordt de circuitlay-out afgedrukt op boterpapier. Voordat u het boterpapier op de printplaat legt, gebruikt u een scrapper om over de printplaat te wrijven zodat de koperlaag op de printplaat vanaf de bovenkant van de printplaat wordt verminderd.

Vervolgens wordt het boterpapier op de printplaat gelegd en gestreken totdat de schakeling op het bord is afgedrukt (dit duurt ongeveer vijf minuten).

Nu, wanneer het circuit op het bord wordt afgedrukt, wordt het in de FeCl gedompeld₃ oplossing van heet water om extra koper van het bord te verwijderen, alleen het koper onder de print blijft achter.

Wrijf daarna met de scrapper over de printplaat zodat de bedrading goed zichtbaar is. Boor nu de gaten op de respectievelijke plaatsen en plaats de componenten op de printplaat.

Soldeer de componenten op het bord. Controleer ten slotte de continuïteit van het circuit en als er ergens een onderbreking optreedt, soldeer de componenten los en sluit ze weer aan. Breng een heet lijmpistool aan op de circuitaansluitingen zodat de batterij niet kan worden losgemaakt als er druk op wordt uitgeoefend.

Stap 10: het circuit testen

Nu is onze hardware helemaal klaar. Plaats de hardware op een geschikte plaats op het bijzettafeltje van het bed en observeer de werking van het circuit gedurende de nacht. Als de leds zijn geschakeld AANin het donker betekent dat dat ons circuit naar behoren werkt. Deze hardware kan ook aan de muur of op een andere geschikte plaats bij het bed worden bevestigd, zodat er voldoende licht in de kamer is en als iemand de tijd op de mobiele telefoon wil checken, kan hij / zij dat gemakkelijk doen. De levensduur van de batterij kan na enige tijd afnemen, dus deze moet continu worden gecontroleerd en moet worden vervangen wanneer deze uitdroogt!