- Wymagane materiały:
- Schemat obwodu i wyjaśnienie:
- Koncepcja działania obwodu wykrywacza kłamstw:
- Weryfikacja obwodu za pomocą płytki prototypowej:
- Projektowanie obwodów i PCB za pomocą EasyEDA:
- Obliczanie i zamawianie próbek online:
- Obwód wykrywacza kłamstw w akcji:
Elektronika zawsze była fajna do zabawy, kiedy nauczymy się podstaw działania każdego komponentu i jak go używać w naszym obwodzie, projektowanie, symulacja i wytwarzanie naszych pomysłów w PCB jest dość łatwe. W tym projekcie zbudujmy prosty, zabawny obwód, przeanalizujmy go, a następnie stwórzmy PCB, aby poprawić naszą krzywą uczenia się. Koncepcja tego obwodu wykrywacza kłamstwpolega na tym, że zakładamy, że kiedy osoba kłamie, podnosi poziom niepokoju, co powoduje, że poci się i nawilża skórę. Następnie używamy tego obwodu do wykrycia wilgoci na jego skórze i na podstawie wyniku, który świecimy i LED, zielony oznacza prawdę, a czerwony oznacza kłamstwo. Oczywiście tak, nie można tego twierdzić jako wykrywacza kłamstw, ale możesz go użyć do zabawy ze znajomymi i dobrej zabawy. Więcej niż to, że możesz się czegoś nauczyć. Więc zacznijmy…
Wymagane materiały:
- Deska do chleba
- Tranzystor BC547 (3Nos)
- LED (2 szt.)
- Kondensator (100nF)
- Rezystory (1 M, 10 K, 470, 47 K)
- Potencjometr (50 K lub 100 K)
- Przewody łączące
Schemat obwodu i wyjaśnienie:
Nie wskakujmy od razu do schematu połączeń. Daj sobie chwilę na zastanowienie się, jak naprawdę wyglądałby ten obwód wykrywacza kłamstw. Mamy więc dwie diody LED, które należy włączać lub wyłączać na podstawie zmierzonej rezystancji (jest to związane z wilgocią) między dwoma palcami. Jak właściwie możemy to zrobić?
Ponieważ przełączamy diody LED, oczywiście potrzebujemy tranzystorów, a wartość rezystora mierzona między dwoma palcami nie będzie się znacznie różnić ze względu na wilgotność, więc potrzebujemy jakiegoś wzmacniacza, który również mógłby być wykonany przy użyciu tranzystora. Dość wskazówek! spróbuj samodzielnie, a następnie spójrz na poniższy schemat połączeń:
To jest obwód, którego będziemy używać. Złącze P3 jest przeznaczone dla napięcia zasilania (2 to +9 V, a 1 to masa). Podkładki P1 i P2 to miejsce, w którym należy umieścić palce. Teraz przeanalizujmy to, aby wiedzieć, jak to działa.
Jeśli przyjrzeć się bliżej, można zauważyć, że tranzystor Q3 i Q1 decyduje o stanie diody LED D2, a tranzystor Q2 o stanie diody D1. Rezystor R5 i R6 tworzą dzielnik potencjału, w którym wartość R6 podlega zmianie, ponieważ ma na sobie pady P1 i P2. Więc za każdym razem, gdy zostaną umieszczone palce, wartość R6 będzie się zmieniać. Ta zmiana wpływa na napięcie bazowe tranzystora Q3. Tranzystory Q3 i Q1 są połączone jako para Darlingtona, stąd mała zmiana napięcia bazowego Q3 wpłynie na Q1. Stąd na podstawie rezystancji palca tranzystor Q1 i Q3 zdecyduje o włączeniu lub wyłączeniu diody LED D2.
Dioda LED D2 zaświeci się tylko wtedy, gdy tranzystor Q1 jest włączony, ale gdy tranzystor ten włączy się, napięcie do bazy tranzystora Q2 będzie niskie, dzięki czemu dioda LED D1 będzie wyłączona. Napięcie bazowe tranzystora Q2 może być kontrolowane potencjometrem (50K). Możesz więc użyć tego potencjometru do ustawienia czułości obwodu.
Koncepcja działania obwodu wykrywacza kłamstw:
Powyższy obwód został zasymulowany w ISIS Proteus, aby sprawdzić, czy działa zgodnie z oczekiwaniami. Zawsze zaleca się przetestowanie obwodu za pomocą symulacji przed ich zbudowaniem. W symulacji przyjmuje się, że rezystor R6 jest rezystancją palca. Gdy żaden palec nie jest umieszczony, wartość rezystora jest nieskończona. Więc zasymuluj ten warunek, o którym właśnie wspomniałem, że wartość wynosi 99999K.
Zielona dioda LED włącza się, gdy nie jest przyłożony palec, ponieważ napięcie bazowe Q1 i Q2 wynosi około 3,2, a zatem tranzystor jest włączony, powodując świecenie zielonej diody LED. W tym samym czasie, gdy tranzystor Q2 jest włączony, napięcie bazowe na tranzystorze Q3 spada do około 1,4 V, co spowoduje, że tranzystor Q3 będzie wyłączony, a zatem czerwona dioda LED zostanie wyłączona.
Teraz załóżmy , że położyliśmy palec na rezystorze R4 i stąd wartość R6 spada do 50 omów. Wpłynie to na wartość rezystora R4 i dlatego czerwona dioda LED zaświeci się, jak pokazano poniżej.
Teraz spadek napięcia na rezystorze R4 jest mniejszy, a zatem napięcie bazowe tranzystora Q1 i Q2 wynosi prawie 0V, jak pokazano powyżej. Spowoduje to wyłączenie ich, a zatem zielona dioda LED nie będzie się świecić. Ale ponieważ tranzystor Q2 jest wyłączony, całe napięcie zasilania zostaje podzielone między rezystor R1 i bazę Q3. To sprawia, że napięcie bazowe Q3 wynosi 3 V, co jest wystarczające, aby go włączyć. Możesz bardziej precyzyjnie dostroić napięcie bazowe za pomocą potencjometru. Jeśli tranzystor Q3 jest włączony, czerwona dioda LED również będzie się świecić, jak pokazano powyżej.
Weryfikacja obwodu za pomocą płytki prototypowej:
Jak wspomniano wcześniej, zamierzamy wyprodukować płytkę drukowaną dla tego projektu wykrywacza kłamstw. Chociaż symulacja działa zgodnie z oczekiwaniami, początkującym zawsze zaleca się przetestowanie obwodu za pomocą płytki prototypowej przed wykonaniem PCB. W ten sposób możesz upewnić się, że obwód działa zgodnie z oczekiwaniami, a komponenty są również dostępne i działają. Mój obwód testowy na płytce stykowej wyglądał mniej więcej tak poniżej
Kiedy będziesz zadowolony ze swojej płyty Breadboard, czas przystąpić do PCB.
Projektowanie obwodów i PCB za pomocą EasyEDA:
Aby zaprojektować ten obwód wykrywacza kłamstw, wybraliśmy internetowe narzędzie EDA o nazwie EasyEDA. Wcześniej korzystałem z EasyEDA wiele razy i uznałem, że jest bardzo wygodny w użyciu, ponieważ ma dobrą kolekcję śladów i otwarte oprogramowanie. Sprawdź tutaj wszystkie nasze projekty PCB. Po zaprojektowaniu PCB możemy zamówić próbki PCB, korzystając z ich tanich usług produkcji PCB. Oferują również usługi zaopatrzenia w komponenty, w przypadku których mają duże zapasy komponentów elektronicznych, a użytkownicy mogą zamówić wymagane komponenty wraz z zamówieniem PCB.
Projektując obwody i płytki drukowane, możesz również upublicznić projekty obwodów i płytek drukowanych, aby inni użytkownicy mogli je kopiować lub edytować i czerpać z tego korzyści, upubliczniliśmy również całe nasze układy obwodów i PCB dla tego obwodu wykrywacza kłamstw, sprawdź poniższy link:
easyeda.com/circuitdigest/Lie_Detector_Circuit-7252ce09194f41c3a00fc32a97a0f73c
Wcześniejsze
Możesz wyświetlić dowolną warstwę (górną, dolną, topową, dolną itp.) PCB, wybierając warstwę z okna „Warstwy”.
Możesz również zobaczyć PCB, jak będzie wyglądać po wytworzeniu za pomocą przycisku Photo View w EasyEDA:
Obliczanie i zamawianie próbek online:
Po zakończeniu projektowania tej płytki PCB wykrywacza kłamstw można ją zamówić za pośrednictwem witryny JLCPCB.com. Aby zamówić PCB w JLCPCB, potrzebujesz Gerber File. Aby pobrać pliki Gerber z płytki drukowanej, wystarczy kliknąć przycisk Wyjście produkcyjne na stronie edytora EasyEDA, a następnie pobrać ze strony zamówienia płytki PCB EasyEDA.
Teraz przejdź do JLCPCB.com i kliknij przycisk Cytuj teraz lub przycisk , a następnie możesz wybrać liczbę płytek PCB, które chcesz zamówić, ile warstw miedzi potrzebujesz, grubość PCB, wagę miedzi, a nawet kolor PCB, jak migawka pokazane poniżej:
Po wybraniu wszystkich opcji kliknij „Zapisz w koszyku”, a zostaniesz przeniesiony do strony, na której możesz załadować swój plik Gerber pobrany z EasyEDA. Prześlij swój plik Gerber i kliknij „Zapisz w koszyku”. Na koniec kliknij Bezpiecznie kasy, aby sfinalizować zamówienie, a płytki PCB otrzymasz kilka dni później. Produkują PCB w bardzo niskiej cenie, która wynosi 2 dolary. Ich czas budowy jest również znacznie krótszy, czyli 48 godzin przy dostawie DHL w ciągu 3-5 dni, w zasadzie PCB otrzymasz w ciągu tygodnia od zamówienia.
Po kilku dniach zamawiania PCB otrzymałem próbki PCB w ładnym opakowaniu, jak pokazano na poniższych zdjęciach.
A po zdobyciu tych elementów zlutowałem wszystkie wymagane komponenty na PCB i podłączyłem do niej baterię 9v.
Obwód wykrywacza kłamstw w akcji:
Po złożeniu deski pora na zabawę. Po prostu włącz go baterią 9V i powinieneś zobaczyć, jak zielona dioda LED świeci wysoko. Jeśli zewrzesz dwa żółte przewody, powinna zaświecić się zielona dioda LED, a czerwona. Jeśli tak, oznacza to, że wszystko działa zgodnie z oczekiwaniami. Teraz upewnij się, że na dłoni jest trochę wilgoci i umieść palec na przewodach, co powinno spowodować włączenie zielonej diody LED i wyłączenie czerwonej diody. Jeśli nie, to wyreguluj potencjometr, aż dioda LED zaświeci się na czerwono.
Pełne działanie projektu można obejrzeć na poniższym filmie. Teraz obwód jest skalibrowany i jest gotowy na jakiś żart. Ponieważ użyliśmy płytki drukowanej, projekt jest bardzo przenośny, dlatego możesz zabrać go znajomym i spędzić trochę czasu, korzystając z tego. Mam nadzieję, że projekt zaczął działać i czegoś się z tego nauczyłeś. Jeśli masz jakiekolwiek problemy z uruchomieniem tej rzeczy, możesz skorzystać z sekcji komentarzy poniżej.