Käesoleval sajandil, kui vaatame ümbruskonnas ringi, leiame, et enamik elektriga töötavaid asju muudetakse automatiseeritud, nii et on vaja vähem inimlikke jõupingutusi. Insenerid üritavad valmistada mehaaniliste süsteemidega integreeritavaid seadmeid, mis toovad need tööle vaid ühe nupuvajutusega. Näeme, et meie kodudes ja kontorites tuleb akende, uste, terrassi jms kardinaid käsitsi lükata, et neid avada ja sulgeda. See nõuab väikest inimlikku pingutust, sest peame mõlemad korrad üles tõustes, akna juurde liikuma ja kardinaid sulgema ja avama lükates. Seda jõupingutusi saab minimeerida, integreerides sellega elektriskeemi.
Kardinate avaja ja lähem vooluring
Turul on saadaval palju kardinate avamise ahelaid. Need on väga tõhusad, kuid väga kulukad. Selle artikli peamine eesmärk on kujundada vooluring, mida kasutatakse kardinate avamiseks või sulgemiseks vaid ühe nupuvajutusega. See lahendus on sama tõhus kui turul saadaval olev vooluahel ja selle kulud on väga madalad. Selle ülesande täitmiseks kasutame kahte IC-d ja samm-mootorit.
Kuidas vooluringi automaatselt avada ja sulgeda?
Selle projekti keskmes on kaks IC-d nimetusega CD4013 ja ULN2003 . Neid IC-sid kasutatakse veel mõne komponendiga, mis on turul hõlpsasti kättesaadavad, et teha täielik vooluring. Sellel CD4013 IC-l on kaks D-tüüpi flip-floppi, mis on iseseisvad. Need plätud eksisteerivad ühes kahest olekust, st 0 või 1. Nende plätude ülesandeks on teabe salvestamine. Mõlemal moodulil on kinnitus. Need tihvtid on nimed nagu Data, Clock Input, Set, Reset ja paar väljundnõelu.
1. samm: komponentide (riistvara) kogumine
Parim lähenemine mis tahes projekti alustamiseks on koostada komponentide loetelu ja läbi viia nende komponentide lühitutvustus, sest keegi ei taha jääda projekti keskele lihtsalt puuduva komponendi tõttu. Allpool on loetelu komponentidest, mida me selles projektis kasutame:
- CD4013 IC
- Samm-mootor
- 5,6k-oomi takisti
- 1uF kondensaator
- Veroboard
- Juhtmete ühendamine
- 1k-oomi takisti (x2)
- 9 V aku
2. samm: komponentide (tarkvara) kogumine
- Proteus 8 Professional (saab alla laadida saidilt Siin )
Pärast Proteus 8 Professionali allalaadimist kujundage sellele vooluring. Lisasin siia tarkvarasimulatsioonid, et algajatel oleks mugav vooluringi kujundada ja riistvaral asjakohaseid ühendusi luua.
3. samm: D flip-flop töötamine
D-tüüpi flip-flop on flip-flop, mille üks sisend on a ANDMED sisend. Selle nimi on Delayed (D) flip flop, kuna kui sisendnupule sisend antakse, ilmuvad andmed kellaaja lõppedes mõne aja pärast väljundnõela. Sel viisil kantakse andmed pärast nõutavat viivitust sisendpoolelt väljundpoolele. Seda seadet kasutatakse viivitusseadmena ja seda tuntakse ka kui a riiv .
1-bitine binaarteave salvestatakse selle kella sisendisse. Sisendjoon juhib selle kella flip-floppi. Seda kasutatakse andmete langemise või tuvastamise otsustamiseks. Enamasti on sisendiks kellasignaal. Kui Binary High tähendab, et kella sisendina saadetakse loogika 1, salvestab klapp andmed andmereal. Andmesisestusele järgneb lihtsalt tavaline väljund, kui kellajoone olek on KÕRGE . Andmete sisestusjoon tuvastatakse kohe, kui taktjoon muutub binaarselt madalaks või loogikaks 0. See tähendab, et bitt, mis oli varem salvestatud flip-floppi, jääb alles. Kui kell on madal, siis seda ignoreeritakse.
4. samm: vooluahela kujundus
CD4013 on integreeritud vooluahel, mis on saadaval 14-kontaktilises kahesiseses paketis. Selle pin1, pin2, pin13, ja pin12 kõik on komplementaarsed väljundid, kuid mõlemas paaris on üks tihvt teisest pöördvõrdeline. Näiteks kui [in1 näitab 1, siis pin2 näitab 0. Samamoodi on teine pin12 ja pin13 paar. Selle IC andmepoldid on pin5 ja pin9 ja üldiselt on üks väljunditest nendega ühendatud. meie vooluahelas pn5 on IC ühendatud inverteeriva väljundiga. Pin3 ja Pin11 nimetatakse IC IC-sisendiks. D-tüüpi flip-flop töötab siis, kui need tihvtid saavad sisendsignaali, et anda nendele tihvtidele sisend, saab kasutada transistori konfiguratsiooniga Astable multivibraatorit või sama ülesande täitmiseks kasutada loogikaväravaid nagu NOR gate . Nende tihvtide sisendi tagamiseks kasutame transistorit. Pin4, Pin6 ja Pin8, Pin10 on vastavalt IC seadistatud ja lähtestatud tihvtid. Väljund võetakse vastu, kui mõni neist tihvtidest läheb kõrgeks. Kaitseks ühendati need tihvtid maapinnaga suure väärtusega takisti kaudu. Pin14 on IC toiteplokk ja Pin7 on IC maandatud tihvt. Põhivarustus on ühendatud tihvtiga14 ja see ei tohiks olla suurem kui 15 V. Kui see on suurem kui 15 V, võib IC põleda. Aku negatiivne klemm on ühendatud mikropiirkonna pin7-ga.
Sisse ULN2003 , tihvt1 kuni pin7 on Darlingtoni konfiguratsioonide seitse sisendtappi. iga tihvt on ühendatud transistori alusega ja seda saab lülitada, rakendades sellele ainult 5 V pinget. Pin8 on mikrolüliti maandatud tihvt ja see on otseselt ühendatud aku negatiivse klemmiga. Selle IC testimisnõel on pin9. pin10 kuni pin16 on selle IC väljundnõelad.
5. samm: komponentide kokkupanek
Nüüd, kui teame oma projekti peamisi ühendusi ja ka kogu vooluahelat, liigume edasi ja alustame oma projekti riistvara valmistamist. Tuleb meeles pidada ühte asja, et vooluring peab olema kompaktne ja komponendid asetama nii lähedale.
- Võtke Veroboard ja hõõruge selle külge vaskkattega kaabitsapaberiga.
- Nüüd asetage komponendid ettevaatlikult ja piisavalt lähedale, et vooluahela suurus ei muutuks väga suureks.
- Tehke ühendused ettevaatlikult jootekolvi abil. Kui ühenduste loomisel tehakse mõni viga, proovige ühendus tühjendada ja ühendus uuesti korralikult jootma, kuid lõpuks peab ühendus olema tihe.
- Kui kõik ühendused on loodud, tehke järjepidevuse test. Elektroonikas on järjepidevuskatse elektriskeemi kontrollimine, et kontrollida, kas vool liigub soovitud rajal (et see on kindlasti kogu vooluahel). Järjepidevuskatse viiakse läbi väikese pinge (juhtmega valgusdioodi või juhtmega, mis loob osa, näiteks piesoelektrilise kõlari) juhtmega.
- Kui järjepidevuskatse läbib, tähendab see, et vooluring on vastavalt soovile piisavalt tehtud. Nüüd on see testimiseks valmis.
- Ühendage aku vooluahelaga.
Vooluring näeb välja nagu allolev pilt:
Vooluringi skeem
6. samm: vooluringi toimingud
Nüüd, kui kogu vooluring on tehtud, proovigem seda ja vaadake, kas see töötab nõuetekohaselt või mitte.
- Vajutage lülitit S1 . Seda tehes antakse IC1 pin6-le pinge. Sel juhul muudab pin6 IC1 pin1 oleku sellega kõrgeks.
- Kui see juhtub, saab ka IC2 pin2 KÕRGE . Niisiis põhjustab see ülekandega mootori päripäeva liikumise, kuna see on ühendatud selle IC2 tihvtiga. See hakkab kardinat avama.
- Kui kardin avaneb täielikult või kui soovite selle peatada keset teed, peate lihtsalt lüliti vajutama S2 . Lüliti S2 on ühendatud IC1 kontaktiga Pin4. Selle eesmärk Lähtesta Siin on tihvt mootori pöörlemise peatamiseks, kui kardin tuleb peatada, lähtestades IC1 oleku.
- Kui soovite kardina sulgeda, vajutage lülitit S3 mõneks ajaks. See lüliti on ühendatud IC1 pin8-ga. IC1 pin8 on ka kinnitatud tihvt.
- Kui kardin on täielikult suletud või soovite selle keset teed peatada, vajutage lihtsalt lülitit S4 . See lähtestab IC oleku ja samm-mootor peatub.
See oli kogu protseduur teie kardina automaatseks avanemiseks või sulgemiseks. Te ei pea nüüd üles tõusma ja kardinaid lükkama, peate lihtsalt ühes kohas istudes nuppe vajutama ja kardinad avanevad või sulguvad automaatselt.
