Làm thế nào để thiết kế mạch đèn ngủ tự trị?

Các kỹ thuật tự động hóa mới nhất được một số người áp dụng trong nhà của họ. Trong kỷ nguyên hiện đại này, mọi người nên chọn các kỹ thuật tự động hóa mới nhất để làm cho cuộc sống của họ dễ dàng hơn. Thông thường trong nhà của chúng ta, chúng ta BẬT và TẮT đèn bằng tay. Điều này thường xảy ra vào ban đêm khi chúng ta đi ngủ. Hiện tượng nóng lên toàn cầu đang là một vấn đề nghiêm trọng hiện nay và bất cứ điều gì góp phần giảm thiểu hiện tượng nóng lên toàn cầu đều cần được khuyến khích. Các bóng đèn tiết kiệm năng lượng được sử dụng trước đây tạo ra khí carbon gây nguy hiểm cho sức khỏe. Với tiến bộ công nghệ, Điốt phát sáng (Đèn LED) đã được phát minh và chúng tạo ra ít carbon hơn và do đó, góp phần giảm thiểu sự nóng lên toàn cầu. Nhu cầu sử dụng đèn LED ngày nay đang tăng nhanh chóng vì chúng không tốn nhiều chi phí và tuổi thọ cao hơn. Trong dự án này, tôi sẽ giải thích mạch điện và nguyên lý hoạt động của đèn ngủ sử dụng đèn LED Công suất cao. Các đèn LED được bật TRÊN vào ban đêm và chúng tự động được quay TẮT trong ngày.

Làm thế nào để lắp ráp điện trở phụ thuộc ánh sáng với các thành phần điện tử khác?

Cách tiếp cận tốt nhất để bắt đầu bất kỳ dự án nào là lập danh sách các thành phần và nghiên cứu ngắn gọn về các thành phần này vì sẽ không ai muốn mắc kẹt ở giữa dự án chỉ vì thiếu một thành phần. Bo mạch PCB được ưu tiên để lắp ráp mạch trên phần cứng vì nếu chúng ta lắp ráp các thành phần trên bảng mạch, chúng có thể tách ra khỏi nó và do đó mạch sẽ trở nên ngắn, PCB được ưu tiên hơn.

Bước 1: Các thành phần cần thiết (Phần cứng)

Bước 2: Các thành phần cần thiết (Phần mềm)

Sau khi tải xuống Proteus 8 Professional, hãy thiết kế mạch trên đó. Tôi đã đưa các mô phỏng phần mềm vào đây để có thể thuận tiện cho những người mới bắt đầu thiết kế mạch và tạo các kết nối thích hợp trên phần cứng.

Bước 3: Nghiên cứu các thành phần

Như bây giờ chúng ta đã biết ý tưởng chính đằng sau dự án và chúng ta cũng có một danh sách đầy đủ của tất cả các thành phần, chúng ta hãy đi trước một bước và đi qua một nghiên cứu ngắn gọn về tất cả các thành phần.

Điện trở phụ thuộc ánh sáng: LDR là một Điện trở phụ thuộc vào ánh sáng thay đổi điện trở của nó theo cường độ ánh sáng. Một mô-đun LDR có thể có chân đầu ra Analog, chân đầu ra Kỹ thuật số hoặc cả hai. điện trở của LDR tỷ lệ nghịch với cường độ ánh sáng, nghĩa là cường độ ánh sáng càng lớn thì điện trở của LDR càng thấp. Có thể thay đổi độ nhạy của mô-đun LDR bằng cách sử dụng núm chiết áp trên mô-đun.

Transistor công suất: Một bóng bán dẫn có thể thực hiện hai nhiệm vụ. Trong một mạch, nó có thể hoạt động như một bộ khuếch đại hoặc như một công tắc. Nếu nó đang hoạt động như một bộ khuếch đại, nó sẽ lấy một lượng rất nhỏ dòng điện từ phía đầu vào và khuếch đại dòng điện đó ở phía đầu ra. Nếu nó đang hoạt động như một công tắc điện một dòng điện cực nhỏ chạy qua một phần của bóng bán dẫn có thể làm cho dòng điện lớn hơn chạy qua phần kia của nó. Một bóng bán dẫn bình thường được sử dụng trong các mạch đơn giản, nơi xử lý một lượng nhỏ dòng điện và một bóng bán dẫn công suất được sử dụng trong các mạch phức tạp, nơi chúng ta xử lý một lượng lớn dòng điện. Một bóng bán dẫn công suất có thể mang một lượng lớn dòng điện mà không làm nổ. Thông thường, các bóng bán dẫn công suất có lắp đặt các tấm tản nhiệt để chúng có thể hấp thụ nhiệt quá mức và tránh sự nóng lên của bóng bán dẫn.

Bảng mạch in:Bảng mạch PCB được sử dụng để thiết kế các mạch điện tử. Một lớp mỏng của lá đồng có ở trên cùng của PCB có nhiệm vụ dẫn điện. PCB có thể là một mặt, hai mặt hoặc nhiều lớp. Quá trình ăn mòn hóa học được giải thích dưới đây chia lớp đồng đó thành các đường dẫn riêng biệt được đặt tên là dấu vết. Đầu tiên, một mạch được làm trên phần mềm và sau khi lấy bản in ra khỏi mạch đó, nó sẽ được dán lên bảng PCB với sự trợ giúp của Sắt. Lợi ích chính của PCB là các thành phần được hàn trên bo mạch và chúng không bị tách rời khỏi nó cho đến khi chúng được khử hàn bằng tay.

A BC547 là một bóng bán dẫn NPN. Vì vậy, khi chân đế được giữ ở mặt đất, bộ thu và bộ phát sẽ được đảo ngược và khi tín hiệu được cung cấp cho chân đế, bộ thu và bộ phát sẽ được phân cực thuận. Giá trị khuếch đại của bóng bán dẫn này nằm trong khoảng từ 110 đến 800. Khả năng khuếch đại của bóng bán dẫn được xác định bởi giá trị khuếch đại này. Chúng tôi không thể kết nối tải nặng với bóng bán dẫn này vì lượng dòng điện tối đa có thể chạy qua chân thu là gần 500mA. Dòng điện được áp dụng cho chân cơ sở để phân cực bóng bán dẫn, dòng điện này (I_B) nên được giới hạn ở 5mA.

Bước 4: Tìm hiểu nguyên tắc làm việc

Mạch được cung cấp bởi một pin DC 9V. Tuy nhiên, bộ chuyển đổi AC sang DC cũng có thể được sử dụng để cấp nguồn cho mạch này vì yêu cầu của chúng tôi là 9V DC. Bóng bán dẫn BC547 đang làm việc ở chế độ bão hòa trong mạch này. Chúng được sử dụng cho mục đích chuyển mạch trong mạch này và chúng có nhiệm vụ bật và tắt nguồn cho đèn LED. Có 25 đèn LED Công suất Cao trong mạch do đó một bóng bán dẫn công suất được sử dụng ở đây vì nó có thể xử lý một lượng lớn dòng điện và một bộ tản nhiệt được lắp trên đó để nhiệt được tản ra trong không khí thông qua bộ tản nhiệt đó và bóng bán dẫn không nóng lên. Độ sáng của các đèn LED Công suất cao này tương đương với bóng đèn huỳnh quang đủ và làm sáng căn phòng. Mạch sẽ được lắp ráp trên PCB và các đèn LED nên được đặt ở khoảng cách hợp lý để không xảy ra hiện tượng đoản mạch và ánh sáng được phân bổ rất tốt trong phòng.

Bước 5: Làm việc của mạch

Mạch được thiết kế theo cách mà các đèn LED Công suất cao chịu trách nhiệm điều khiển cường độ ánh sáng của mạch. Điện trở phụ thuộc ánh sáng đóng một vai trò quan trọng trong mạch. Nó có trách nhiệm biến TRÊN và TẮTđèn LED. LDR tuân theo nguyên tắc dẫn quang. Điện trở của LDR thay đổi khi ánh sáng chiếu vào nó. Khi ánh sáng rơi vào LDR thì điện trở của nó giảm và khi đặt nó trong bóng tối thì điện trở của nó sẽ tăng lên. Do đó, việc chuyển đổi các đèn LED phụ thuộc vào điện trở của LDR. 25 đèn LED được sử dụng trong mạch. Trong kết nối đầu tiên, năm đèn LED được sắp xếp theo chuỗi và cùng với năm kết nối song song được thực hiện và mỗi kết nối có năm đèn LED được sắp xếp nối tiếp.

Bước 6: Mô phỏng mạch

Trước khi tạo mạch, tốt hơn là nên mô phỏng và kiểm tra tất cả các kết quả đọc trên một phần mềm. Phần mềm chúng tôi sẽ sử dụng là Proteus Design Suite. Proteus là một phần mềm mô phỏng các mạch điện tử:

Sau khi bạn tải xuống và cài đặt phần mềm Proteus, hãy mở nó. Mở một giản đồ mới bằng cách nhấp vào ISISbiểu tượng trên menu.
Khi giản đồ mới xuất hiện, hãy nhấp vào Pbiểu tượng trên menu bên. Thao tác này sẽ mở ra một hộp trong đó bạn có thể chọn tất cả các thành phần sẽ được sử dụng.
Bây giờ gõ tên của các thành phần sẽ được sử dụng để tạo mạch. Thành phần sẽ xuất hiện trong danh sách ở phía bên phải.
Theo cách tương tự, như trên, hãy tìm kiếm tất cả các thành phần. Chúng sẽ xuất hiện trong Thiết bị Danh sách.

Bước 7: Sơ đồ mạch

Sau khi lắp ráp các thành phần và đấu dây, sơ đồ mạch sẽ như sau:

Bước 8: Tạo bố cục PCB

Vì chúng ta sẽ tạo mạch phần cứng trên PCB, trước tiên, chúng ta cần tạo bố cục PCB cho mạch này.

Để tạo bố cục PCB trên Proteus, trước tiên chúng ta cần gán các gói PCB cho mọi thành phần trên giản đồ. để gán gói, nhấp chuột phải vào thành phần bạn muốn gán gói và chọn Dụng cụ đóng gói.
Nhấp vào tùy chọn ARIES trên menu trên cùng để mở sơ đồ PCB.
Từ Danh sách Thành phần, Đặt tất cả các thành phần trên màn hình theo thiết kế mà bạn muốn mạch của mình trông giống như vậy.
Nhấp vào chế độ theo dõi và kết nối tất cả các chân mà phần mềm đang yêu cầu bạn kết nối bằng cách trỏ một mũi tên.

Bước 9: Lắp ráp phần cứng

Như bây giờ chúng ta đã mô phỏng mạch trên phần mềm và nó đang hoạt động hoàn toàn tốt. Bây giờ chúng ta hãy tiếp tục và đặt các thành phần trên PCB. PCB là một bảng mạch in. Nó là một bảng được phủ hoàn toàn bằng đồng ở một mặt và cách điện hoàn toàn với mặt còn lại. Tạo mạch trên PCB tương đối là một quá trình dài. Sau khi mạch được mô phỏng trên phần mềm và bố cục PCB của nó được tạo, bố cục mạch được in trên giấy bơ. Trước khi đặt giấy bơ lên bảng PCB, hãy dùng một cái nạo để chà lên bảng sao cho lớp đồng trên bảng được giảm bớt từ phía trên của bảng.

Sau đó, giấy bơ được đặt trên bảng PCB và ủi cho đến khi mạch được in trên bảng (Mất khoảng năm phút).

Bây giờ, khi mạch in trên bảng, nó được nhúng vào FeCl₃dung dịch nước nóng để loại bỏ đồng thừa ra khỏi bo mạch, chỉ còn lại đồng dưới mạch in.

Sau đó, chà bo mạch PCB bằng máy cạo để hệ thống dây điện sẽ nổi bật. Bây giờ hãy khoan các lỗ ở những nơi tương ứng và đặt các linh kiện lên bảng mạch.

Hàn các thành phần trên bảng. Cuối cùng, kiểm tra tính liên tục của mạch và nếu sự gián đoạn xảy ra ở bất kỳ vị trí nào, hãy khử hàn các linh kiện và kết nối chúng lại. Bôi súng bắn keo nóng lên các đầu cực của mạch điện để pin có thể không bị tách ra nếu có bất kỳ áp lực nào tác động vào.

Bước 10: Kiểm tra mạch

Bây giờ, phần cứng của chúng tôi đã hoàn toàn sẵn sàng. Đặt phần cứng ở một nơi thích hợp trên bàn bên của giường và quan sát hoạt động của mạch trong đêm. Nếu đèn LED được chuyển TRÊNtrong bóng tối điều đó có nghĩa là mạch của chúng ta đang hoạt động bình thường. Phần cứng này cũng có thể được cố định trên tường hoặc bất kỳ vị trí thích hợp nào gần giường để có nhiều ánh sáng trong phòng và nếu ai đó muốn kiểm tra thời gian trên điện thoại di động, họ có thể làm điều đó một cách dễ dàng. Tuổi thọ của pin có thể giảm sau một thời gian, do đó, nên theo dõi liên tục và nên thay pin khi hết pin!