電子レターボックス回路の作成

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レターボックスは、 郵便物 送信者によって送信され、家やオフィスの外に設置されます。郵便配達員は郵便物をその箱に落とし、後でその郵便物は家の住人に受け取られます。郵便配達員が家に着くと、彼は手紙を箱に落とし、住民にその手紙を取り出すように通知せずに立ち去ります。このプロセスを自動化して、手紙が箱に入れられるたびに、住民が遅滞なくそれを知って取得できるようにすると、どれほど良いでしょうか。このプロジェクトでは、家庭だけでなくオフィスでも使用できる電子レターボックス回路を作成します。このプロジェクトで最も重要なコンポーネントはLEDです。技術の進歩に伴い、 発光ダイオード （LED）が発明され、炭素の生成が少なくなったため、地球温暖化の最小化に貢献しました。 LEDの需要は、それほど高価ではなく、長持ちするため、最近急速に増加しています。手紙が箱に落とされるとすぐにLEDは光りなくなり、それは箱の中の手紙のサインです 。 この回路は家の外に設置されたレターボックスに配置されます。回路を配置するときは、文字が正しく検出されるように特別な注意が必要です。少し時間を無駄にしないで、これを成し遂げましょう。



電子レターボックス回路

基本的な回路コンポーネントを回路設計に統合する方法は？

プロジェクトを開始するための最良のアプローチは、コンポーネントのリストを作成し、これらのコンポーネントの簡単な調査を行うことです。コンポーネントが不足しているという理由だけでプロジェクトの途中にとどまりたくないからです。ブレッドボード上でコンポーネントを組み立てると、コンポーネントがブレッドボードから外れて回路が短くなる可能性があるため、ハードウェア上で回路を組み立てるにはプリント回路基板が推奨されます。PCBが推奨されます。



ステップ1：必要なコンポーネント（ハードウェア）

  • LM741オペアンプIC
  • CD4001NORゲート
  • 1k抵抗（x2）
  • 10k抵抗（x5）
  • LED（x2）
  • 光依存抵抗器
  • 0.1uFセラミックコンデンサ（x2）
  • 9Vバッテリー
  • バッテリークリップ
  • 接続線
  • FeCl3
  • プリント回路基板
  • ホットグルーガン

ステップ2：必要なコンポーネント（ソフトウェア）

  • Proteus 8 Professional（からダウンロードできます ここに ）

Proteus 8 Professionalをダウンロードした後、その上に回路を設計します。初心者が回路を設計してハードウェアに適切に接続するのに便利なように、ここにソフトウェアシミュレーションを含めました。



ステップ3：動作原理を理解する

プロジェクトの動作原理は非常に単純です。回路は9VDCバッテリーで駆動されます。ただし、要件は9V DCであるため、AC-DCアダプターを使用してこの回路に電力を供給することもできます。レターボックス内の文字の存在を識別する必要があります。文字を識別するために、LDRはボックス内の光源として機能するLEDとともに接続されます。 LDRの抵抗は、光の強度に反比例します。つまり、光の強度が大きいほど、LDRの抵抗は低くなります。光がないとき、LDRの抵抗は非常にです 高い そして、光がLDRに落ち始めるとすぐに、LDRの抵抗が減少します。 LEDの位置は、LEDが発する光が直接LDRに当たるときに、ドロップされる文字がボックスである場合に、光がLDRに当たらないように調整されます。この変更はによって検出されます LM741 そしてその NORゲートCD4001 LEDは文字の存在を示すために使用されます。



ステップ4：回路の分析

光依存抵抗器は回路で重要な役割を果たします。それは向きを変える責任があります オン そして オフ LED。 LDRは光伝導性の原理に従います。 LDRの抵抗は、光が当たると変化します。光がLDRに当たると抵抗が減少し、暗闇に置かれると抵抗が増加します。したがって、LEDの切り替えはLDRの抵抗に依存します。この記事を読む前に、の論理ゲートの表を読むことを強くお勧めします。 NOR 。それはグーグルで検索するか見つけることができます ここに 。オペアンプ741、NORゲートCD4001およびLDRは、回路のバックボーンです。 LDRとLEDはレターボックスの開口部に取り付けられ、LEDからの光がLDRに当たるようになります。したがって、OpAmp741は次のようになります。 高い。 その信号はCD4001のPin1に提供され、このNORゲートは 高い すべての入力がローのときに出力されます。したがって、レターボックスに文字がない場合、LEDは点灯し続けます。手紙が箱に落とされるとすぐに、LDRの抵抗は非常になります 高い LM741の出力は LOW 。このLOW信号はさらにCD4001に提供され、NORゲートのピン3で（0）出力になります。これにより、ピン4にHIGH（1）が生成されます。これは、ピン3から2番目のゲートに与えられた入力によるものであり、以下の回路では、両方の入力が（0）であるため、ピン4の出力は次のようになります。 高い。 ピン11の出力の上で発生するすべての操作により、 高い LEDの点灯が止まり、ボックスに文字があることを示します。 LEDはとどまります オフ 文字が箱から取り出され、LEDが再び点灯し始めるまで。

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ステップ5：回路のシミュレーション

回路を作成する前に、ソフトウェアですべての読み取り値をシミュレートして調べることをお勧めします。私たちが使用しようとしているソフトウェアは プロテウスデザインスイート 。 Proteusは、電子回路をシミュレートするソフトウェアです。

  1. Proteusソフトウェアをダウンロードしてインストールしたら、それを開きます。をクリックして新しい回路図を開きます ISIS メニューのアイコン。

    ISIS



  2. 新しい回路図が表示されたら、をクリックします。 P サイドメニューのアイコン。これにより、使用するすべてのコンポーネントを選択できるボックスが開きます。

    新しい回路図

  3. 次に、回路の作成に使用するコンポーネントの名前を入力します。コンポーネントが右側のリストに表示されます。

    コンポーネントリスト

  4. 同様に、上記と同様に、すべてのコンポーネントを検索します。それらはに表示されます デバイス リスト。

ステップ6：PCBレイアウトの作成

PCB上にハードウェア回路を作成するので、最初にこの回路のPCBレイアウトを作成する必要があります。

  1. ProteusでPCBレイアウトを作成するには、最初にPCBパッケージを回路図のすべてのコンポーネントに割り当てる必要があります。パッケージを割り当てるには、パッケージを割り当てるコンポーネントを右クリックして、[ パッケージングツール。
  2. トップメニューのARIESオプションをクリックして、PCB回路図を開きます。

    ARIESデザイン

  3. コンポーネントリストから、回路をどのように見せたいかを示すデザインで、画面上のすべてのコンポーネントを配置します。
  4. トラックモードをクリックし、ソフトウェアが接続するように指示しているすべてのピンを矢印で接続します。

ステップ7：回路図

PCBレイアウトを作成すると、回路図は次のようになります。

回路図

ステップ8：ハードウェアのセットアップ

ソフトウェアで回路をシミュレートしたので、完全に正常に動作しています。次に、コンポーネントをPCBに配置します。ソフトウェアで回路をシミュレーションし、PCBレイアウトを作成した後、回路レイアウトをバター紙に印刷します。 PCBボードにバター紙を置く前に、PCBスクレーパーを使用してボードをこすり、ボード上の銅層がボードの上部から減少するようにします。

銅層の除去

次に、バター紙をPCBボードに置き、回路がボードに印刷されるまでアイロンをかけます（約5分かかります）。

CPUを使いすぎてアバスト

PCBボードのアイロンがけ

これで、回路がボードに印刷されると、FeClに浸されます。3ボードから余分な銅を取り除くためのお湯の溶液、プリント回路の下の銅だけが残されます。

PCBエッチング

その後、PCBボードをスクレーパーでこすり、配線が目立つようにします。次に、それぞれの場所に穴を開け、コンポーネントを回路基板に配置します。

PCBに穴を開ける

ボード上のコンポーネントをはんだ付けします。最後に、回路の導通を確認し、どこかで不連続が発生した場合は、コンポーネントのはんだを取り除き、再度接続します。電子機器では、導通テストは、電気回路をチェックして、電流が目的のパスに流れているかどうかをチェックすることです（確実に回路全体であるかどうか）。導通テストは、選択した方法に小さな電圧（LEDまたは圧電スピーカーなどの騒動を発生させる部品と配置して配線）を設定することによって実行されます。導通テストに合格した場合は、回路が希望どおりに適切に作成されていることを意味します。これで、テストの準備が整いました。バッテリーの端子が回路から外れないように、バッテリーのプラス端子とマイナス端子にホットグルーガンを使用してホットグルーを塗布することをお勧めします。

導通チェック用のDMMの設定

ステップ9：回路のテスト

PCBボード上でハードウェアコンポーネントを組み立て、導通を確認した後、回路が正しく機能しているかどうかを確認する必要があります。回路をテストします。家の外にあるレターボックスに回路を設置し、バッテリーを監視し続けます。バッテリーの寿命が尽きると、新しいバッテリーと交換されます。この回路はオフィスにも設置できます。