Темір жолдың автоматты туннельдік шамдары: 5 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Бұл менің сүйікті тақта. Менің модельдік темір жол схемасында (әлі де жүріп жатыр) бірнеше туннельдер бар, бірақ, мүмкін, прототиптік емес, мен туннель шамдарының болуын қаладым, олар пойыз туннельге жақындағанда қосылады. Менің бірінші серпінім бөлшектері мен светодиодтары бар электронды жиынтықты сатып алу болды. Бұл Arduino жиынтығы болып шықты, бірақ мен Arduino деген не екенін білмедім. Мен білдім. Бұл кейбір электрониканы үйренудің қызықты оқиғасына әкелді. Кем дегенде туннельдік шамдарды жасауға жеткілікті! Және Arduino жоқ.

Бұл туннельдік шамдардың схемасының кем дегенде менің үшінші нұсқасы. Негізгі дизайн мен зұлым гений 2Е электронды схемалары кітабының жобаларының бірінде аштым. Бұл керемет оқу кітабы! Мен сондай -ақ интегралды микросхемалардың көмегімен анықтадым, атап айтқанда CD4011 төрт кіріс NAND қақпасы.

1 -қадам: схеманың схемасы

Туннель шамдарының тізбегіне үш сигнал кірісі бар. Олардың екеуі - LDR кірісі (жарыққа тәуелді резисторлар), ал біреуі - кедергі детекторының қосымша тақтасы. Бұл құрылғылардың кіріс сигналдары CD4023 NAND қақпасының кірістерімен логикалық түрде бағаланады (NAND Gates үштік кірісі).

Бір жасыл/қызыл жалпы анодты жарық диоды бар (ол дисплей тақтасында белгілі бір туннельді алып жатқанын немесе туннельге жақындап келе жатқанын көрсететін дисплей тақтасында қолданылады). Жасыл түс туннельді көрсетеді, ал қызыл түс туннельді көрсетеді. Қызыл светодиод қосылған кезде туннель шамдары да қосылады.

Үш кірістің кез келгені сигналды анықтаған кезде NAND қақпасының шығысы ЖОҒАРЫ болады. NAND қақпасының бірінші шығысы LOW болғанда жалғыз шарт - барлық кірістер ЖОҒАРҒЫ жалғыз шарт (барлық детекторлар әдепкі жағдайда).

Электр тізбегіне электр сымының дұрыс қосылмауынан қорғаныс үшін қолданылатын P-CH мосфеті кіреді. Бұл схеманы кесте астындағы электр тақтасын сыммен қосқанда оңай болуы мүмкін. Тақтаның алдыңғы нұсқаларында мен тізбекті жерге және қуат сымдарының ауысуынан қорғау үшін диодты қолдандым, бірақ диод 5 вольттың.7 вольтты тұтынды. Мосфет ешқандай кернеуді төмендетпейді және егер сіз сымдарды қате алсаңыз, тізбекті қорғайды.

Бірінші NAND қақпасының жоғары шығысы диод арқылы келесі NAND қақпасына өтеді, сонымен қатар резистор/конденсатордың кешігу схемасына қосылады. Бұл схема резистор мен конденсатордың мәніне байланысты екінші NAND қақпасына 4 немесе 5 секунд бойы жоғары кірісті сақтайды. Бұл кідіріс LDR көлігі өтіп бара жатқан көліктер арасындағы жарыққа түскенде туннель шамдарының жыпылықтауын және сөнуін болдырмайды, сонымен қатар уақыт өте қолайлы болып көрінеді, себебі кешігу туннельге кіруге немесе туннельден шығуға соңғы уақыт береді.

Туннель ішіндегі кедергілер детекторы тізбекті белсенді күйде ұстайды, себебі ол көліктердің өтуін бақылайды. Бұл детекторлық тізбектерді автокөліктерді бірнеше дюйм қашықтықта анықтау үшін реттеуге болады, сонымен қатар туннельдің қарама -қарсы қабырғасы қоздырмайды.

Егер сіз туннель ішіндегі кедергілер детекторын қоспауды шешсеңіз (қысқа туннель немесе қиын), тек 3 істікшелі кедергілерді анықтайтын терминалдың шығуына ВКС қосыңыз, бұл NAND қақпасының кірісіне жоғары сигналды сақтайды.

RAND тізбегіне орын беру үшін екі NAND қақпасы қолданылады. Конденсатор бірінші NAND қақпасы жоғары болған кезде қосылады. Бұл сигнал NAND екінші қақпасына кіріс болып табылады. Бірінші NAND қақпасы төмен болғанда (барлығы түсінікті), конденсатор сигналды NAND екінші қақпасына ЖОҒАРЫ сақтайды, ал ол 10 м резистор арқылы баяу шығарылады. Диод конденсаторды NAND қақпасының бірінші шығысы арқылы раковина ретінде шығаруға жол бермейді.

Екінші NAND қақпасының барлық үш кірісі бір -біріне байланғандықтан, кіріс ЖОҒАРЫ болса, шығысы ЖОҚ болады, ал кірісі ЖАҚ болса, шығысы ЖОҒАРЫ болады.

Екінші NAND Gate -ден шығу жоғары болса, Q1 транзисторы қосылады, ол үш сымды қызыл/жасыл сымның жасыл сымын қосады. Q2 қосылады, бірақ бұл тек Q4 өшірілуіне қызмет етеді. Шығыс LOW болғанда, Q2 өшіріледі, бұл Q4 қосуға әкеледі (сонымен қатар Q1 өшіріледі). Бұл жасыл светодиодты өшіреді, қызыл шамды қосады, сонымен қатар туннельдегі жарықдиодты қосады.

2 -қадам: Туннельдік жарық суреттері

Жоғарыдағы бірінші суретте жарықдиодты қосулы туннельге кіретін пойыз бейнеленген.

Екінші суретте жол мен балластқа ендірілген LDR көрсетілген. Қозғалтқыш пен автомобильдер LDR үстінен қозғалғанда, олар жарық диодты жарықтандыруды қосу үшін көлеңке түсіреді. Туннельдің әр жағында жарық диоды бар.

3 -қадам: NAND қақпасының кернеу бөлгіші

LDR жеке NAND қақпаларына кірістердің әрқайсысы үшін кернеу бөлгіш схемасын жасайды. LDR -дің қарсыласу шамалары жарық мөлшерінің төмендеуіне қарай артады.

NAND қақпалары логикалық түрде кіріс кернеуінің бастапқы кернеумен салыстырғанда 1/2 немесе одан жоғары болуын ЖОҒАРЫ мән ретінде қабылдайтынын және кіріс кернеуінің 1/2 кернеуінен төмен кіріс кернеуі төмен сигнал деп есептейтінін анықтайды.

Схемада LDR кіріс кернеуіне қосылады және сигнал кернеуі LDR кейінгі кернеу ретінде қабылданады. Кернеуді бөлгіш 10 к резистордан, сондай -ақ айнымалы 20 к потенциометрден тұрады. Потенциометр кіріс сигналының мәнін бақылауға мүмкіндік береді. Әр түрлі жарық жағдайында LDR қалыпты мәні 2к - 5к Ом болуы мүмкін, егер орналасудың қараңғы жерінде ол 10к - 15к болуы мүмкін. Потенциометрді қосу әдепкі жарық жағдайын басқаруға көмектеседі.

Әдепкі шарт (туннельге кірмейтін немесе оған жақындамайтын) LDR -лер үшін төмен қарсылық мәніне ие (әдетте 2к - 5к Ом), бұл NAND қақпаларына кірістер жоғары деп саналады. LDR -дан кейінгі кернеудің төмендеуі (LDR -де 5к кіріс пен 5к және резистор мен потенциометр үшін 15к жиынтығын ескере отырып) NAND қақпасына кіріс ретінде 3,75В қалдырып 1,25В болады. LDR кедергісі жабылған немесе көлеңкеленгендіктен жоғарылаған кезде NAND қақпасының КІРІСІ төмендейді.

Пойыз жолда LDR үстінен өткенде, LDR кедергісі 20к немесе одан да көпке дейін артады (жарықтандыру жағдайына байланысты) және шығыс кернеуі (немесе NAND қақпасына кіру) шамамен 2.14в дейін төмендейді, бұл одан төмен 1/2 кернеу, бұл кірісті жоғары сигналдан төмен сигналға өзгертеді.

4 -қадам: Жабдықтар

1 - 1 уф конденсатор

1 - 4148 сигналдық диод

5 - 2p қосқыштары

2 - 3p қосқыштары

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

3 - 2n3904 транзисторлары

2 - GL5516 LDR (немесе ұқсас)

2 - 100 Ом резисторлар

2 - 150 Ом резисторлар

1 - 220 Ом резистор

2 - 1 к резисторлар

2 - 10 к резисторлар

2 - 20к айнымалы потенциометрлер

1 - 50км резистор

1 - 1 - 10 м резистор

1 - CD4023 IC (қос үштік кіріс NAND Gates)

1 - 14 істікшелі розетка

1 - кедергілерді болдырмау детекторы (осылайша)

Менің тақтада мен SRL-23 тақтасында IRLM6402 P-ch mosfet қолдандым. Мен SOT-23 p-ch мосфеталарын T0-92 форма факторынан арзан деп таптым. Екеуі де тақтада жұмыс істейді, себебі түйреуіштер бірдей.

Мұның бәрі әлі де орындалатын жұмыс, менің ойымша, резистордың кейбір мәндерін немесе кейбір жақсартуларды әлі де жасауға болады!

5 -қадам: ПХД тақтасы

Электронды тақтаның алғашқы жұмыс нұсқалары нан тақтасында жасалды. Тұжырымдаманың жұмыс істегені дәлелденгенде, мен бүкіл тізбекті қолмен дәнекерледім, бұл көп уақытты қажет етеді және мен әдетте дұрыс емес нәрсені қосатынмын. Менің қазіргі жұмыс тақтасы, ол қазір 3 -нұсқа болып табылады және үш қабатты NAND қақпасын қамтиды (алдыңғы нұсқаларында CD4011 қос NAND қақпасы кірістері қолданылған) және бейнеде көрсетілгендей, бұл Kicad шығарған файлдары бар баспа платасы. схемалық модельдеуге арналған бағдарламалық қамтамасыз ету.

Мен бұл сайтты ПХД -ге тапсырыс беру үшін қолдандым:

Мұнда Канадада 5 тақтаның бағасы 3 доллардан төмен. Жеткізу ең қымбат компонент болып табылады. Мен әдетте 4 немесе 5 түрлі тақтаға тапсырыс беремін. (Екінші және одан да көп платалар бірінші 5 -тен екі есе жоғары). Әдеттегі жеткізу шығындары (әр түрлі себептермен Канадаға пошта арқылы) шамамен 20 долларды құрайды. Электронды тақтаны алдын ала құрастыру керек, сондықтан мен бөлшектерді дәнекерлеуім керек - бұл уақытты үнемдеу!

Мұнда jlcpcb немесе ПХД прототипінің басқа өндірушілерінің кез келгеніне жүктеуге болатын Gerber файлдарына сілтеме бар.