כיצד לעצב מעגל אורות לד דוהה רב תכליתי למעלה / למטה?

התחממות כדור הארץ היא נושא רציני בימינו ויש לעודד כל דבר התורם למינימום ההתחממות הגלובלית. נורות החיסכון באנרגיה ששימשו בעבר ייצרו פחמן שהיה מסוכן לבריאות. עם התקדמות הטכנולוגיה, דיודה פולטת אור (נוריות LED) הומצאו והן ייצרו פחות פחמן, ולכן תרמו למינימום ההתחממות הגלובלית. הביקוש לד נוריות גדל במהירות בימינו מכיוון שהן אינן יקרות בהרבה והן נמשכות זמן רב יותר. בפרויקט זה נכין מעגל LED Up Down Fading אשר ניתן להשתמש בו מבחינה מקומית וגם מסחרית. ה- LED נמוג כאשר הוא מופעל על מתח כלשהו ובאותו רגע מתרחשת טעינה ופריקה של הקבל. עקרון העבודה יחד עם דיאגרמת המעגל מוזכר להלן.

מעגל דהייה למעלה / למטה

כיצד לשלב קבלים ונגדים במהלך יצירת מעגל?

עכשיו, כשיש לנו את הרעיון הבסיסי של הפרויקט שלנו, נעבור לקראת איסוף הרכיבים, תכנון המעגל על ​​תוכנה לבדיקה ואז לבסוף נרכיב אותו על חומרה.

שלב 1: רכיבים דרושים

• קבל אלקטרוליטי 220uF
• נגד 100k אוהם (x2)
• נגד 10 Ohm (x1)
• נגן אוהם 39k (x1)
• נגן 100 אוהם (x1)
• טרנזיסטור BC 548 NPN (x1)
• נוריות LED
• מתג לחיצת טקטיקה
• חוטי מגשר
• קליפ סוללה
• מעגל מודפס
• FeCl3
• מלחם
• אקדח דבק חם

שלב 2: רכיבים דרושים (תוכנה)

• Proteus 8 Professional (ניתן להוריד מ- כאן )

לאחר הורדת ה- Proteus 8 Professional, תכננו את המעגל עליו. כללנו כאן הדמיות תוכנה כדי שיהיה נוח למתחילים לעצב את המעגל ולבצע חיבורים מתאימים לחומרה.

שלב 3: לימוד הרכיבים

כעת כשיצרנו רשימה של כל הרכיבים בהם אנו נשתמש בפרויקט זה. הבה נתקדם צעד נוסף ונעבור מחקר קצר על כל המרכיבים העיקריים. בקרב כולם, טרנזיסטור BC 548 מחזיק בחשיבות משמעותית.

טרנזיסטור BC 548 NPN: זהו טרנזיסטור למטרות כלליות המשמש לשתי מטרות עיקריות בעיקר (מיתוג והגברה). טווח ערך הרווח של טרנזיסטור זה נע בין 100-800. טרנזיסטור זה יכול להתמודד עם זרם מרבי של כ 500mA ולכן הוא אינו משמש בסוג המעגל שיש בו עומסים הפועלים על אמפר גדול יותר. כאשר הטרנזיסטור מוטה הוא מאפשר לזרם לזרום דרכו ושלב זה נקרא רִוּוּי אזור. כאשר זרם הבסיס מוסר הטרנזיסטור כבוי והוא נכנס במלואו לחתוך אזור.

טרנזיסטור BC 548

שלב 4: עקרון העבודה של המעגל

התפקיד העיקרי במעגל הוא משני רכיבים. (טרנזיסטור וקבל). נורית LED אינה פועלת במצב מוטה לאחור, היא פועלת רק במצב מוטה קדימה כלומר, כאשר היא מחוברת למסוף החיובי של ספק הכוח. כפתור הלחיצה מותקן במעגל וכאשר לוחצים על שחרור כפתור זה ומשחררים אותו מתחיל תהליך הטעינה והפריקה של הקבל. כאשר לוחצים על הכפתור הקבל מתחיל להיטען וכאשר הוא משתחרר הוא מתחיל להתפרק.

שלב 5: הדמיית המעגל

לפני ביצוע המעגל עדיף לדמות ולבחון את כל הקריאות בתוכנה. התוכנה בה אנו הולכים להשתמש היא סוויטת עיצוב פרוטאוס . פרוטאוס היא תוכנה שעליה מדמים מעגלים אלקטרוניים.

1. לאחר שהורדת והתקנת תוכנת Proteus, פתח אותה. פתח סכמטי חדש על ידי לחיצה על המדינה האסלאמית סמל בתפריט.

   המדינה האסלאמית

2. כאשר הסכימה החדשה מופיעה, לחץ על ה- פ סמל בתפריט הצדדי. פעולה זו תפתח תיבה בה תוכלו לבחור את כל הרכיבים בהם ישמשו.

   סכמטי חדש

3. כעת הקלד את שם הרכיבים שישמשו לייצור המעגל. הרכיב יופיע ברשימה בצד ימין.

   בחירת רכיבים

4. באותו אופן, כמו לעיל, חפש בכל הרכיבים. הם יופיעו ב מכשירים רשימה.

   רשימת רכיבים

שלב 6: הכנת פריסת PCB

כאשר אנו הולכים לייצר את מעגל החומרה על גבי PCB, עלינו להכין תחילה פריסת PCB עבור מעגל זה.

1. כדי להכין את פריסת ה- PCB ב- Proteus, ראשית עלינו להקצות את חבילות ה- PCB לכל רכיב בתרשים. כדי להקצות חבילות, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על הרכיב שברצונך להקצות את החבילה ולבחור כלי אריזה.
2. לחץ על האפשרות ARIES בתפריט העליון כדי לפתוח סכמטי PCB.
3. מרשימת הרכיבים, הצב את כל הרכיבים על המסך בעיצוב שאתה רוצה שהמעגל שלך ייראה.
4. לחץ על מצב הרצועה וחבר את כל הפינים שהתוכנה אומרת לך להתחבר על ידי הפניית חץ.
5. כאשר כל הפריסה נעשית, היא תיראה כך:

   פריסת PCB

שלב 7: דיאגרמת מעגלים

לאחר ביצוע מתווה ה- PCB תרשים המעגל ייראה כך.

תרשים מעגלים

שלב 8: הגדרת החומרה

כפי שדמינו כעת את המעגל על ​​תוכנה והוא עובד בסדר גמור. עכשיו נתקדם ונניח את הרכיבים על גבי PCB. PCB הוא לוח מודפס. זהו לוח מצופה במלואו נחושת בצד אחד ומבודד לחלוטין מהצד השני. הפיכת המעגל על ​​ה- PCB הינה תהליך ממושך יחסית. לאחר סימולציה של המעגל בתוכנה, ופריסת ה- PCB שלה נעשתה, פריסת המעגל מודפסת על נייר חמאה. לפני הנחת נייר החמאה על לוח ה- PCB השתמשו במגרד ה- PCB כדי לשפשף את הלוח כך ששכבת הנחושת שעל הלוח תצטמצם מעל הלוח.

הסרת שכבת הנחושת

לאחר מכן מניחים את נייר החמאה על לוח PCB ומגהצים עד שהמעגל מודפס על הלוח (זה לוקח כחמש דקות).

גיהוץ לוח PCB

כעת, כאשר המעגל מודפס על הלוח, הוא טובל לתוך ה- FeCl₃פתרון של מים חמים להסרת נחושת נוספת מהלוח, רק הנחושת מתחת למעגל המודפס תישאר מאחור.

תחריט PCB

לאחר מכן יש לשפשף את לוח ה- PCB עם המגרד כך שהחיווט יהיה בולט. כעת קידחו את החורים במקומות המתאימים והניחו את הרכיבים על גבי המעגל.

קידוח חורים ב- PCB

הלחמו את הרכיבים על הלוח. לסיום, בדקו את המשכיות המעגל ואם אי-רציפות מתרחשת בכל מקום, הסירו את הלחמת הרכיבים וחברו אותם שוב. עדיף למרוח דבק חם באמצעות אקדח דבק חם על המסופים החיוביים והשליליים של הסוללה, כך שסיופי הסוללה לא יתנתקו מהמעגל.

הגדרת ה- DMM לבדיקת המשכיות

שלב 9: בדיקת המעגל

לאחר הרכבת רכיבי החומרה על לוח PCB ובדיקת ההמשכיות עלינו לבדוק האם המעגל שלנו פועל כראוי או לא.

1. הפעל את המעגל.
2. בלחיצה על כפתור הלחיצה נצפה שהנורית דוהה.
3. הקבל המחובר לנגד במקביל מתחיל להיטען ובמהלך טעינה זו ניתן מתח כלשהו לבסיס הטרנזיסטור ואז מתחיל בתהליך ההולכה.
4. הפולט מחובר לקרקע במעגל ובתהליך הטעינה, מתח מסופק לפולט המחובר לקרקע.
5. כאשר ה- LED מחובר לקרקע והוא מתחיל לזרוח וקבל מייצר את הפולסים המרובעים המוצגים להלן:

   טעינת קבלים

6. הקבל מתחיל להתפרק כאשר כפתור הלחיצה שחרר את תהליך פריקת הקבלים מתחיל ומכאן, הנורית מתחילה לדעוך.
7. נגד ממוקם טרנזיסטור BC 548 כך שהקבל מתפזר דרך הנגד הזה.

יישומים

1. יהיה צורך בשינוי קטן במעגל זה וניתן להתקין אותו בחניה והאורות שנמצאים שם יסתובבו אוטומטית עַל ו כבוי.
2. אב טיפוס זה יכול לשמש את חברות האבטחה כדי להראות מצב התראה.
3. ניתן להציב אותו בקניונים כדי לפנות כבוי ומכאן שהאורות חוסכים באנרגיה באזור בו אין אנשים.