Erstellen einer elektronischen Briefkastenschaltung

Ein Briefkasten wird verwendet, um die vom Absender gesendete Post zu empfangen, und er wird außerhalb der Häuser oder Büros installiert. Der Postbote wirft die Post in diesen Kasten und später wird diese Post von den Bewohnern des Hauses abgeholt. Als der Postbote im Haus ankommt, lässt er den Brief einfach in die Schachtel fallen und geht weg, ohne die Bewohner zu veranlassen, diesen Brief herauszunehmen. Wie gut wäre es, wenn wir diesen Prozess so automatisieren würden, dass die Bewohner den Brief unverzüglich kennen und abholen, wenn er in die Schachtel fällt? In diesem Projekt werde ich eine elektronische Briefkastenschaltung herstellen, die sowohl zu Hause als auch im Büro verwendet werden kann. Die wichtigste Komponente in diesem Projekt ist die LED. Mit dem technologischen Fortschritt wurden Leuchtdioden (LED) erfunden, die weniger Kohlenstoff produzierten und somit zur Minimierung der globalen Erwärmung beitrugen. Die Nachfrage nach LEDs steigt heutzutage rasant an, da sie nicht sehr teuer sind und länger halten. Sobald der Buchstabe in die Schachtel fällt, hört die LED auf zu leuchten und ist das Zeichen eines Buchstabens in der Schachtel. Dieser Stromkreis wird in den Briefkasten gelegt, der außerhalb des Hauses installiert ist. Beim Platzieren des Stromkreises ist besondere Sorgfalt erforderlich, damit der Brief korrekt erkannt wird. Lassen Sie uns keine Sekunde verschwenden und dies erledigen.

Elektronische Briefkastenschaltung

Wie werden grundlegende Schaltungskomponenten in das Schaltungsdesign integriert?

Der beste Ansatz, um ein Projekt zu starten, besteht darin, eine Liste der Komponenten zu erstellen und eine kurze Untersuchung dieser Komponenten durchzuführen, da niemand nur wegen einer fehlenden Komponente in der Mitte eines Projekts bleiben möchte. Die Leiterplatte wird für die Montage der Schaltung auf Hardware bevorzugt, da sich die Komponenten auf dem Steckbrett lösen können und die Schaltung kurz wird. Daher wird die Leiterplatte bevorzugt.

Schritt 1: Erforderliche Komponenten (Hardware)

Schritt 2: Erforderliche Komponenten (Software)

  • Proteus 8 Professional (Kann von heruntergeladen werden Hier)

Entwerfen Sie nach dem Herunterladen des Proteus 8 Professional die Schaltung darauf. Ich habe hier Software-Simulationen eingefügt, damit Anfänger die Schaltung bequem entwerfen und entsprechende Verbindungen auf der Hardware herstellen können.

Schritt 3: Das Arbeitsprinzip verstehen

Das Arbeitsprinzip des Projekts ist recht einfach. Die Schaltung wird von einer 9-V-Gleichstrombatterie gespeist. Es kann jedoch auch ein AC / DC-Adapter verwendet werden, um diese Schaltung mit Strom zu versorgen, da unsere Anforderung 9 V DC beträgt. Wir müssen das Vorhandensein des Buchstabens im Briefkasten identifizieren und zur Identifizierung des Buchstabens wird der LDR zusammen mit einer LED angeschlossen, die als Lichtquelle im Briefkasten fungiert. Der Widerstand des LDR ist umgekehrt proportional zur Lichtintensität, was bedeutet, dass die Lichtintensität größer und der Widerstand des LDR geringer ist. Wenn kein Licht vorhanden ist, ist der Widerstand des LDR sehr hoch, und sobald das Licht auf den LDR fällt, nimmt der Widerstand des LDR ab. Die Position der LED wird so eingestellt, dass, wenn das von der LED emittierte Licht direkt auf den LDR fällt und der Buchstabe, der fallen gelassen wird, eine Box das Licht daran hindert, auf den LDR zu fallen. Diese Änderung wird vom LM741 und dem NOR-Gate CD4001 erkannt und die LED zeigt das Vorhandensein eines Buchstabens an.

Schritt 4: Analyse der Schaltung

Der lichtabhängige Widerstand spielt eine wichtige Rolle in der Schaltung. Es ist für das Ein- und Ausschalten der LED verantwortlich. Der LDR folgt dem Prinzip der Fotoleitfähigkeit. Der Widerstand des LDR variiert, wenn Licht darauf fällt. Wenn das Licht auf LDR fällt, nimmt sein Widerstand ab und wenn es im Dunkeln platziert wird, nimmt sein Widerstand zu. Daher hängt das Schalten der LED vom Widerstand des LDR ab. Vor dem Lesen dieses Artikels wird dringend empfohlen, die Tabelle der Logikgatter von NOR zu lesen. Es kann gegoogelt oder gefunden werden Hier. Der Operationsverstärker 741, das NOR-Gatter CD4001 und der LDR sind die Rückgrate der Schaltung. Der LDR und die LED werden an der Öffnung des Briefkastens installiert, damit das Licht der LED weiterhin auf den LDR fällt. Daher wird der OpAmp 741 HOCH sein. Dieses Signal wird an Pin1 von CD4001 geliefert und dieses NOR-Gatter erzeugt den HIGH-Ausgang, wenn alle Eingänge niedrig sind. Daher leuchtet die LED weiter, wenn sich kein Buchstabe im Briefkasten befindet. Sobald der Buchstabe in die Box fällt, wird der Widerstand von LDR sehr hoch und der Ausgang von LM741 wird NIEDRIG. Dieses LOW-Signal wird ferner an CD4001 geliefert, was zu einer (0) Ausgabe an Pin 3 des NOR-Gatters führt. Dies erzeugt das HIGH (1) an Pin4. Dies ist auf die Eingänge zurückzuführen, die von Pin 3 an das zweite Gate gegeben werden, und es ist unten in der Schaltung zu sehen, dass beide Eingänge (0) sind, daher ist der Ausgang an Pin 4 HOCH. Aufgrund aller Vorgänge über dem Ausgang an Pin 11 ist HIGH und die LED hört auf zu leuchten und zeigt an, dass sich ein Buchstabe in der Box befindet. Die LED bleibt AUS, bis die Buchstaben aus der Verpackung genommen werden und die LED wieder zu leuchten beginnt.

Schritt 5: Simulation der Schaltung

Vor dem Erstellen der Schaltung ist es besser, alle Messwerte einer Software zu simulieren und zu untersuchen. Die Software, die wir verwenden werden, ist die Proteus Design Suite. Proteus ist eine Software, mit der elektronische Schaltkreise simuliert werden.

  1. Öffnen Sie die Proteus-Software, nachdem Sie sie heruntergeladen und installiert haben. Öffnen Sie einen neuen Schaltplan, indem Sie im Menü auf das ISIS-Symbol klicken.ISIS
  2. Wenn der neue Schaltplan angezeigt wird, klicken Sie im Seitenmenü auf das P-Symbol. Dies öffnet ein Feld, in dem Sie alle Komponenten auswählen können, die verwendet werden sollen.Neues Schema
  3. Geben Sie nun den Namen der Komponenten ein, aus denen die Schaltung hergestellt werden soll. Die Komponente wird in einer Liste auf der rechten Seite angezeigt.Komponentenliste
  4. Durchsuchen Sie auf die gleiche Weise wie oben alle Komponenten. Sie werden in der Geräteliste angezeigt.

Schritt 6: Erstellen eines Leiterplattenlayouts

Da wir die Hardwareschaltung auf einer Leiterplatte erstellen, müssen wir zuerst ein Leiterplattenlayout für diese Schaltung erstellen.

  1. Um das PCB-Layout auf Proteus zu erstellen, müssen wir zuerst die PCB-Pakete jeder Komponente im Schaltplan zuweisen. Um Pakete zuzuweisen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Komponente, der Sie das Paket zuweisen möchten, und wählen Sie Packaging Tool.
  2. Klicken Sie im oberen Menü auf die Option ARIES, um einen PCB-Schaltplan zu öffnen.ARIES Design
  3. Platzieren Sie in der Komponentenliste alle Komponenten auf dem Bildschirm in einem Design, wie Ihre Schaltung aussehen soll.
  4. Klicken Sie auf den Track-Modus und verbinden Sie alle Pins, zu deren Verbindung Sie von der Software aufgefordert werden, indem Sie auf einen Pfeil zeigen.

Schritt 7: Schaltplan

Nach dem Erstellen des PCB-Layouts sieht der Schaltplan folgendermaßen aus:

Schaltplan

Schritt 8: Einrichten der Hardware

Da wir jetzt die Schaltung auf Software simuliert haben und es einwandfrei funktioniert. Lassen Sie uns nun fortfahren und die Komponenten auf der Leiterplatte platzieren. Nachdem die Schaltung in der Software simuliert und das PCB-Layout erstellt wurde, wird das Schaltungslayout auf Butterpapier gedruckt. Bevor Sie das Butterpapier auf die Leiterplatte legen, reiben Sie die Leiterplatte mit dem Leiterplattenschaber so ab, dass die Kupferschicht auf der Leiterplatte von der Oberseite der Leiterplatte abfällt.

Entfernen der Kupferschicht

Dann wird das Butterpapier auf die Leiterplatte gelegt und gebügelt, bis die Schaltung auf der Leiterplatte gedruckt ist (es dauert ungefähr fünf Minuten).

Bügeln der Leiterplatte

Wenn die Schaltung auf die Platine gedruckt wird, wird sie in die FeCl3-Lösung von heißem Wasser getaucht, um zusätzliches Kupfer von der Platine zu entfernen. Nur das Kupfer unter der gedruckten Schaltung bleibt zurück.

PCB-Ätzen

Reiben Sie danach die Leiterplatte mit dem Scrapper ab, damit die Verkabelung hervorsteht. Bohren Sie nun die Löcher an den entsprechenden Stellen und platzieren Sie die Komponenten auf der Leiterplatte.

Bohren von Löchern in Leiterplatten

Löten Sie die Komponenten auf der Platine. Überprüfen Sie abschließend den Durchgang des Stromkreises. Wenn an einer Stelle eine Unterbrechung auftritt, entlöten Sie die Komponenten und schließen Sie sie erneut an. In der Elektronik ist der Durchgangstest die Überprüfung eines Stromkreises, um zu prüfen, ob der Stromfluss im gewünschten Pfad fließt (dass es sich mit Sicherheit um einen Gesamtstromkreis handelt). Ein Durchgangstest wird durchgeführt, indem eine kleine Spannung (in Anordnung mit einer LED oder einem Aufruhr erzeugenden Teil, z. B. einem piezoelektrischen Lautsprecher) über dem ausgewählten Weg eingestellt wird. Wenn der Durchgangstest bestanden ist, bedeutet dies, dass die Schaltung wie gewünscht ausreichend hergestellt ist. Es kann jetzt getestet werden. Es ist besser, Heißkleber mit einer Heißklebepistole auf die positiven und negativen Anschlüsse der Batterie aufzutragen, damit die Anschlüsse der Batterie nicht vom Stromkreis getrennt werden.

Einstellen des DMM für die Durchgangsprüfung

Schritt 9: Testen der Schaltung

Nachdem wir die Hardwarekomponenten auf der Leiterplatte zusammengebaut und den Durchgang überprüft haben, müssen wir prüfen, ob unsere Schaltung ordnungsgemäß funktioniert oder nicht. Wir werden unsere Schaltung testen. Installieren Sie den Stromkreis in dem Briefkasten, der sich außerhalb des Hauses befindet, und überwachen Sie die Batterie weiter. Wenn die Lebensdauer der Batterie abgelaufen ist, wird sie durch die neue ersetzt. Diese Schaltung kann auch in Büros installiert werden.

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