Загвар төмөр замын автомат туннелийн гэрэл: 5 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Энэ бол миний хамгийн дуртай хэлхээний самбар юм. Миний загвар төмөр замын зохион байгуулалт (одоог хүртэл хийгдэж байгаа) хэд хэдэн хонгилтой бөгөөд прототип биш байж магадгүй ч галт тэрэг хонгилд ойртох тусам хонгилын гэрлийг асаахыг хүссэн юм. Миний анхны түлхэлт бол эд анги, гэрлүүдтэй электрон иж бүрдэл худалдаж авах явдал байсан. Энэ нь Arduino -ийн иж бүрдэл байсан боловч би Arduino гэж юу болохыг огт мэдэхгүй байсан. Би олж мэдсэн. Энэ нь зарим электроникийг сурах адал явдалд хүргэв. Наад зах нь хонгилын гэрэл хийхэд хангалттай! Мөн Arduino -гүйгээр.

Энэ бол туннелийн гэрлийн хэлхээний самбарын хамгийн багадаа миний гурав дахь хувилбар юм. Evil Genius 2E -ийн электрон хэлхээний номны нэг төслөөс олж мэдсэн үндсэн загвар. Энэ бол маш сайн сурах ном юм! Би мөн нэгдсэн хэлхээний чип, ялангуяа CD4011 дөрвөлжин оролттой NAND хаалга ашиглан нээсэн.

Алхам 1: Хэлхээний схем

Хонгилын гэрлийн хэлхээнд гурван дохионы оролт байдаг. Хоёр нь LDR оролт (гэрлээс хамааралтай резистор), нэг нь саадыг илрүүлэх нэмэлт самбар юм. Эдгээр төхөөрөмжүүдийн оролтын дохиог CD4023 (NAND Gates гурвалсан оролт) NAND хаалганы оролтоор логикоор үнэлдэг.

Нэг ногоон/улаан нийтлэг анодын LED байдаг (энэ нь галт тэрэг тодорхой туннель эзэлж байгаа эсвэл хонгилд ойртож байгааг илтгэх самбар дээр ашиглагдах болно). Ногоон нь туннель тунгалаг, улаан нь эзлэгдсэн хонгилыг илтгэнэ. Улаан гэрлийг асаахад хонгилын гэрэл бас асах болно.

Гурван оролтын аль нэг нь дохионы нөхцлийг илрүүлэх үед NAND хаалганы гаралт өндөр байх болно. Эхний NAND хаалганы гаралт LOW байх цорын ганц нөхцөл бол бүх оролт өндөр байх үеийн цорын ганц нөхцөл юм (бүх детектор анхдагч төлөвт).

Энэхүү хэлхээнд буруу хэлхээний хүчдэл, газардуулгаас хамгаалахад ашигладаг P-CH мосфет орно. Энэ нь хүснэгтийн доор хэлхээний самбарыг холбоход амархан тохиолддог. Самбарын өмнөх хувилбаруудад би хэлхээнд газардуулга болон цахилгааны утсыг солихоос хамгаалахын тулд диод ашигладаг байсан боловч диод нь 5 вольтын 7 вольтыг зарцуулсан. Мосфет нь ямар ч хүчдэл буурдаггүй бөгөөд хэрэв та утсыг буруу авбал хэлхээг хамгаалдаг.

Эхний NAND хаалганы өндөр гаралт нь диодоор дамжин дараагийн NAND хаалга руу дамждаг ба резистор/конденсаторыг хойшлуулах хэлхээнд холбогддог. Энэ хэлхээ нь резистор ба конденсаторын утгаас хамаарч хоёр дахь NAND хаалган дахь HIGH оролтыг 4 эсвэл 5 секундын турш хадгална. Энэхүү саатал нь LDR нь хажуугаар өнгөрөх машинуудын хооронд гэрэл тусах үед хонгилын гэрэл асах, унтрахаас сэргийлдэг бөгөөд саатал нь машинд сүүлчийн хонгилд орох эсвэл хонгилоос гарах хугацааг өгөх тул боломжийн хугацаа мэт санагддаг.

Туннель дотор саадыг илрүүлэгч нь машинуудын хажуугаар өнгөрөх байдлыг хянадаг тул хэлхээг идэвхтэй байлгадаг. Эдгээр детекторын хэлхээг хэдхэн сантиметр зайтай машиныг ажиглахаар тохируулж болох бөгөөд мөн хонгилын эсрэг талын хана хөдөлгөхгүй.

Хэрэв та хонгил доторх саад тотгорыг (богино хонгил эсвэл хэцүү) холбохгүй байхаар шийдсэн бол VCC -ийг 3 зүүт саадыг илрүүлэх терминалын гаралт руу холбоно уу.

RC хэлхээг хэрэгжүүлэх боломжийг олгохын тулд хоёр NAND Gates ашигладаг. Эхний NAND хаалга өндөр байх үед конденсатор асдаг. Энэ дохио нь NAND хоёр дахь хаалганы оролт юм. Эхний NAND хаалга LOW (бүх зүйл ойлгомжтой) болоход конденсатор нь дохиог хоёр дахь NAND хаалга руу өндөр байлгаж, 10м -ийн эсэргүүцэлээр аажмаар гадагшлуулдаг. Диод нь конденсаторыг NAND хаалганы нэг гарцаар угаалтуур хэлбэрээр гадагшлуулахаас сэргийлдэг.

Хоёрдахь NAND хаалганы гурван оролт хоёулаа хоорондоо уялдаатай байдаг тул оролт нь өндөр байх үед гаралт нь LOW, оролт нь LOW байх үед гаралт нь өндөр байх болно.

Хоёрдахь NAND Gate -ээс гаралт өндөр байх үед Q1 транзисторыг асаах бөгөөд энэ нь гурван утастай улаан/ногоон туяаны ногоон туяаг асаадаг. Q2 нь бас асаалттай байгаа боловч энэ нь Q4 -ийг унтраахад л тусалдаг. Гаралт нь LOW байхад Q2 -ийг унтраасан нь Q4 -ийг асаахад хүргэдэг (мөн Q1 -ийг унтраасан). Энэ нь ногоон гэрлийг, улаан гэрлийг асааж, хонгилын гэрлийн гэрлийг асаадаг.

Алхам 2: Хонгилын гэрэл зургууд

Дээрх эхний зураг дээр галт тэрэг хонгил руу орж ирж буй LED гэрэл асаалттай харагдаж байна.

Хоёрдахь зурган дээр зам, тогтворжуулагч дээр суурилуулсан LDR зураг харагдаж байна. Хөдөлгүүр ба машинууд LDR дээгүүр аялахдаа хонгилын LED -ийг асаахад хангалттай сүүдэрлэдэг. Хонгилын үзүүр бүрт LED байдаг.

Алхам 3: NAND хаалганы хүчдэл хуваагч

LDR нь тус тусдаа NAND хаалганы оролт бүрт хүчдэл хуваагч хэлхээг бий болгодог. Гэрлийн хэмжээ буурах тусам LDR -ийн эсэргүүцлийн утга нэмэгддэг.

NAND хаалга нь эх үүсвэрийн хүчдэлтэй харьцуулахад 1/2 ба түүнээс дээш оролтын хүчдэлийг ӨНДӨР гэж үздэг бөгөөд оролтын хүчдэлийн 1/2 -аас бага утгыг LOW дохио гэж үздэг.

Схемд LDR -ийг оролтын хүчдэлд холбож, дохионы хүчдэлийг LDR -ийн дараах хүчдэл болгон авна. Дараа нь хүчдэл хуваагч нь 10 к эсэргүүцэл ба хувьсах 20 к потенциометрээс бүрдэнэ. Потенциометр нь оролтын дохионы утгыг хянах боломжийг олгодог. Гэрлийн янз бүрийн нөхцөлд LDR нь хэвийн утга 2k - 5k ом, эсвэл харанхуй байршилд 10k - 15k байж болно. Потенциометрийг нэмэх нь гэрлийн үндсэн нөхцлийг хянахад тусална.

Анхдагч нөхцөл (хонгилд орохгүй эсвэл ойртохгүй байгаа) нь LDR -ийн эсэргүүцлийн утга багатай (ерөнхийдөө 2k - 5k ом) бөгөөд энэ нь NAND хаалганы оролтыг өндөр гэж үздэг. LDR -ийн дараах хүчдэлийн уналт (LDR дээр 5v оролт ба 5k, резистор ба потенциометрийн 15k хосолсон гэж үзвэл) нь NAND хаалганы оролт болгон 3.75V -ийг үлдээж 1.25V болно. LDR -ийн эсэргүүцэл нь бүрхэгдсэн эсвэл сүүдэртэй тул нэмэгдэх үед NAND хаалганы оролт буурдаг.

Галт тэрэг зам дээр LDR дээгүүр өнгөрөхөд LDR -ийн эсэргүүцэл 20k ба түүнээс дээш болж (гэрэлтүүлгийн нөхцлөөс хамаарч) нэмэгдэх ба гаралтын хүчдэл (эсвэл NAND хаалганы оролт) ойролцоогоор 2.14v болж буурна. 1/2 эх үүсвэрийн хүчдэл, ингэснээр оролтыг HIGH дохионоос LOW дохио болгон өөрчилдөг.

Алхам 4: хангамж

1 - 1UF конденсатор

1 - 4148 дохионы диод

5 - 2p холбогч

2-3p холбогч

1-IRF9540N P-ch mosfet (эсвэл SOT-23 IRLML6402)

3 - 2n3904 транзистор

2 - GL5516 LDR (эсвэл үүнтэй төстэй)

2 - 100 ом эсэргүүцэл

2 - 150 ом эсэргүүцэл

1 - 220 ом эсэргүүцэл

2-1k эсэргүүцэл

2-10 к резистор

2 - 20 к хувьсах потенциометр

1 - 50k эсэргүүцэл

1 - 1 - 10 м эсэргүүцэл

1 - CD4023 IC (хос гурвалсан оролт NAND Gates)

1-14 зүү бүхий залгуур

1 - саад бэрхшээлээс зайлсхийх детектор (үүн шиг)

Миний хэлхээний самбар дээр би бага зэрэг SOT-23 самбар дээр IRLM6402 P-ch mosfet ашигласан. Би SOT-23 p-ch mosfets нь T0-92 хэлбэрийн фактороос хямд байгааг олж мэдсэн. Зүү нь ижил байдаг тул аль нэг нь хэлхээний самбар дээр ажиллах болно.

Энэ бүхэн хийгдэж байгаа ажил хэвээр байгаа бөгөөд зарим эсэргүүцлийн утгыг сайжруулах эсвэл сайжруулах боломжтой хэвээр байна гэж бодож байна!

Алхам 5: ПХБ -ийн самбар

Миний анхны самбарын ажлын хувилбаруудыг талхны самбар дээр хийсэн. Энэхүү үзэл баримтлал нь үр дүнтэй болох нь батлагдсаны дараа би бүхэл бүтэн хэлхээг гагнасан бөгөөд энэ нь маш их цаг хугацаа шаардсан бөгөөд ерөнхийдөө би үргэлж буруу зүйл холбосон. Миний одоогийн ажиллаж байгаа хэлхээний самбар нь 3 -р хувилбар бөгөөд гурвалсан NAND хаалга (өмнөх хувилбарууд нь CD4011 хос NAND хаалганы оролтыг ашигладаг) бөгөөд видеонд үзүүлсэн шиг бол Kicad -ийн үүсгэсэн гаралтын файлууд бүхий хэвлэмэл хэлхээний самбар юм. хэлхээний загварчлах програм хангамж.

Би энэ сайтыг PCB захиалахдаа ашигласан:

Энд Канадад 5 самбарын үнэ 3 доллараас бага байна. Хүргэлт нь хамгийн үнэтэй бүрэлдэхүүн хэсэг байх хандлагатай байдаг. Би ихэвчлэн 4 эсвэл 5 өөр хэлхээний самбар захиалах болно. (Хоёр дахь ба түүнээс дээш хэлхээний самбар нь эхний 5 -ийн үнээс ойролцоогоор хоёр дахин их байна). Ердийн тээврийн зардал (янз бүрийн шалтгаанаар Канад руу шуудангаар) ойролцоогоор 20 доллар байдаг. Цахилгаан самбарыг урьдчилан бүтээсэн тул эд ангиудыг гагнах нь маш сайн цаг хэмнэх болно!

Энд та jlcpcb эсвэл бусад ПХБ -ийн загвар үйлдвэрлэгчдийн аль нэгэнд байршуулж болох Gerber файлуудын холбоосыг энд оруулав.