Model Railroad Automatic Tunnel Lights: 5 Steps

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Бул менин эң жакшы көргөн схемам. Менин моделдик темир жол схемам (дагы эле уланып жатат) бир нече туннелдерге ээ жана, балким, прототипсиз болсо да, мен туннель жарыктарын поезд туннелге жакындаганда күйгүзгүм келген. Биринчи түрткүм - тетиктери жана ледтери бар электрондук комплект сатып алуу болду, мен муну жасадым. Бул Arduino комплект болуп чыкты, бирок мен Arduino деген эмне экенин билчү эмесмин. Мен билип алдым. Бул кээ бир электрониканы үйрөнүүнүн укмуштуу окуясына алып келди. Жок дегенде туннель чырактарын жасоого жетет! Жана Arduino жок.

Бул туннель жарыктарынын схемасынын жок дегенде үчүнчү версиясы. Негизги дизайнды Evil Genius 2E үчүн Электрондук схемалар китебинин долбоорлорунун биринде таптым. Бул чоң үйрөнүү китеби! Мен ошондой эле интегралдык микросхемалардын чиптерин, тактап айтканда CD4011 төрттүк NAND дарбазаларын колдонуп таптым.

1 -кадам: Circuit схемасы

Туннель чырактарынын схемасына үч сигналдын кириши бар. Экөө LDR киргизүү (жарыкка көз каранды резисторлор) жана бири кошумча тоскоолдуктарды аныктоочу схемасы. Бул түзмөктөрдүн кирүү сигналдары логикалык түрдө CD4023 NAND дарбазасы тарабынан бааланат (үч жолу NAND Gates).

Бир жашыл/кызыл жалпы аноддук LED бар (ал дисплей панелинде колдонулат, бул поезд белгилүү бир туннелди ээлеп жатканын же туннелге жакындап баратканын көрсөтөт). Жашыл ачык туннелди, ал эми кызыл ээлелген туннелди билдирет. Кызыл жарык күйгүзүлгөндө туннель чырактары да күйүп калат.

Үч кирүүнүн бири сигналдын абалын аныктаганда, NAND дарбазасынын чыгышы БИЙИК болот. Биринчи NAND дарбазасынын чыгышы LOW болгон жалгыз шарт - бул бардык киргизүүлөр ЖОГОРКУ болгон жалгыз шарт (бардык детекторлор демейки шартта).

Районго P-CH мосфети кирет, ал чынжырды туура эмес зымдан жана жерден коргоо үчүн колдонулат. Бул оңой эле столдун астындагы электр тактасын өткөрүүдө болот. Тактанын мурунку версияларында мен схеманы жерге жана электр зымдарына өтүүдөн коргоо үчүн диодду колдонгом, бирок диод 5 вольттун.7 вольтту керектеген. Mosfet эч кандай чыңалууну түшүрбөйт жана эгер сиз зымдарды туура эмес алсаңыз, схеманы дагы эле коргойт.

Биринчи NAND дарбазасынын жогорку чыгышы диод аркылуу кийинки NAND дарбазасына өтөт жана резистор/конденсатордун кечигүү схемасына туташат. Бул схема каршылыктын жана конденсатордун маанисине жараша экинчи NAND дарбазасына 4 же 5 секундга чейин ЖОГОРКУ киргизүүнү сактайт. Бул кечиктирүү LDR өтүүчү машиналардын ортосунда жарыкка туш болгондо туннелдин жарыктарынын күйүп -өчүшүнө тоскоол болот, ошондой эле кечигүү акыркы унаага туннелге кирүүгө же туннелден чыгууга убакыт берет.

Туннелдин ичинде тоскоолдуктарды аныктоочу схеманы активдештирет, анткени ал машиналардын өтүшүн көзөмөлдөйт. Бул детектордук схемалар бир нече сантиметр алыстыктагы унааларды аныктоо үчүн жөнгө салынышы мүмкүн, ошондой эле туннелдин карама -каршы дубалы тарабынан иштетилбейт.

Эгерде сиз туннелдин ичиндеги тоскоолдуктар детекторун туташтырбоону чечсеңиз (кыска туннель же кыйын), жөн гана VCCди 3 пин тоскоолдуктарды аныктоочу терминалга чыгарууга туташтырыңыз жана бул NAND дарбазасынын киришинде Жогорку сигналды сактап калат.

Эки NAND дарбазасы RC схемасын ишке ашырууга мүмкүнчүлүк берүү үчүн колдонулат. Конденсатор биринчи NAND дарбазасы БИЙИК болгондо иштейт. Бул сигнал экинчи NAND дарбазасына кирүү болуп саналат. Биринчи NAND дарбазасы ТӨМӨН болгондо (бардыгы ачык) конденсатор сигналды экинчи NAND дарбазасына ЖОГОРКУ сактайт, ал акырындык менен 1 10м резистор аркылуу бошойт. Диод конденсатордун NAND дарбазасынын биринин чыгышы аркылуу чөгүп кетишине жол бербейт.

Экинчи NAND дарбазасынын үч кириши тең байлангандыктан, кириш ЖОГОРУ болгондо ТҮМҮН болот, ал эми ТӨМӨН болгондо, ЧЫГАРЫМ жогору болот.

Чыгуу экинчи NAND дарбазасынан жогору болгондо, Q1 транзистору күйгүзүлөт жана бул үч зымдын кызыл/жашылдын жашыл жолун күйгүзөт. Q2 дагы күйгүзүлгөн, бирок бул жөн эле Q4 өчүрүү үчүн кызмат кылат. ЧЫГАРУУ ТӨМӨН болгондо, Q2 өчүрүлөт, бул Q4 күйгүзөт (жана ошондой эле Q1 өчүрүлөт). Бул жашыл ледди өчүрөт, кызыл ледди күйгүзөт, ошондой эле туннелдин жарык леддерин күйгүзөт.

2 -кадам: Туннель Light Images

Жогорудагы биринчи сүрөттө туннелге үстү жарык диод күйүп турган поезд киргени көрсөтүлгөн.

Экинчи сүрөттө трекке жана балластка камтылган LDR көрсөтүлгөн. Кыймылдаткыч жана унаалар LDRдин үстүнөн өтүшкөндө, алар күйгүзүү үчүн туннель LEDлерин иштетүү үчүн көлөкө түшүрүшөт. Туннелдин ар бир четинде LED бар.

3 -кадам: NAND Gate Voltage Divider

LDR жеке түрдө NAND дарбазаларына кирүүлөрдүн ар бири үчүн чыңалуу бөлүштүргүч схемасын түзөт. LDRдин каршылык мааниси жарыктын көлөмү азайган сайын жогорулайт.

NAND дарбазалары логикалык жактан аныктайт, булактын чыңалуусуна салыштырмалуу 1/2 же андан көп кирүү чыңалуусу ЖОГОРУК мааниде, ал эми кирүү чыңалуусунун 1/2дан азы LOW сигнал деп эсептелет.

Схемада LDRs кирүү чыңалуусуна туташат жана сигнал чыңалуусу LDRдан кийинки чыңалуу катары кабыл алынат. Андан кийин чыңалуу бөлүштүргүч 10k каршылыктан жана 20k потенциометрден турат. Потенциометр кирүүчү сигналдын маанисин көзөмөлдөө үчүн колдонулат. Ар кандай жарык шарттарында LDR 2к - 5к Ом кадимки мааниге ээ болушу мүмкүн же эгер караңгы жерде 10к - 15к болушу мүмкүн. Потенциометрди кошуу жарыктын демейки абалын башкарууга жардам берет.

Демейки шарт (туннелде эч кандай поезд же ага жакын) LDRs үчүн каршылыктын төмөн маанилерине ээ (көбүнчө 2k - 5k ohms), бул NAND дарбазаларына кириштер Жогорку деп эсептелет. LDRдан кийинки чыңалуунун төмөндөшү (5V киргизүү жана LDR боюнча 5k жана резистор жана потенциометр үчүн 15k бириккен), NAND дарбазасына киргизүү катары 3.75v калтырып 1.25v болот. LDRдин каршылыгы жабылган же көлөкөлүү болгондуктан, NAND дарбазасынын КИРИШИ төмөндөйт.

Поезд жолдо LDRдин үстүнөн өткөндө, LDR каршылыгы 20к же андан көпкө чейин жогорулайт (жарык шартына жараша) жана чыгуу чыңалуусу (же NAND дарбазасына кирүү) болжол менен 2.14v чейин төмөндөйт 1/2 булак чыңалуусу, демек, кирүүнү ЖОГОРКУ сигналдан ТӨМӨН сигналга өзгөртөт.

4 -кадам: Берилиштер

1 - 1UF конденсатор

1 - 4148 сигнал диод

5 - 2p бириктиргичтери

2 - 3p бириктиргичтери

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

3 - 2n3904 транзисторлор

2 - GL5516 LDR (же окшош)

2 - 100 Ом резисторлор

2 - 150 Ом резисторлор

1 - 220 Ом каршылыгы

2-1k каршылыгы

2 - 10к резисторлор

2 - 20к өзгөрмө потенциометрлер

1 - 50k каршылык

1 - 1 - 10м каршылык

1 - CD4023 IC (эки эселенген NAND Гейтс)

1 - 14 пин розетка

1 - тоскоолдуктардан качуу детектору (ушул сыяктуу)

Менин тактайда мен кичинекей SOT-23 тактасында IRLM6402 P-ch mosfetти колдондум. Мен SOT-23 p-ch mosfets T0-92 форма факторуна караганда арзаныраак деп таптым. Пинуттар бирдей болгондуктан, бири да тактада иштейт.

Мунун баары дагы эле жүрүп жаткан иш жана менимче, кээ бир резистордун баалуулуктары же жакшыртуулары дагы деле болушу мүмкүн!

5 -кадам: PCB Board

Электрондук тактанын менин биринчи жумушчу версиялары нан тактасында жасалды. Концепция иштээри далилденгенде, мен бүт схеманы колго туташтырдым, бул көп убакытты талап кылат жана жалпысынан мен дайыма туура эмес бир нерсе менен байланыштырып койгом. Менин учурдагы жумушчу схемам 3 версиясы жана үч NAND дарбазасын камтыйт (мурунку версияларда CD4011 кош NAND дарбазасы киргизилген) жана видеодо көрсөтүлгөндөй, бул Kicad тарабынан чыгарылган файлдар менен басылган схема. схемаларды моделдөө программасы.

Мен бул сайтты ПХБга заказ кылуу үчүн колдондум:

Бул жерде Канадада 5 тактанын баасы 3 доллардан аз. Жеткирүү эң кымбат компонент болуп калат. Мен көбүнчө 4 же 5 башка схемаларга заказ берем. (Экинчи жана андан көп схемалар биринчи 5тен эки эсе кымбат). Типтүү жеткирүү чыгымдары (Канадага почта аркылуу ар кандай себептер менен) болжол менен $ 20 түзөт. Электрондук тактаны алдын ала куруу керек, андыктан мен жөн гана компоненттерди ширетишим керек - бул убакытты үнөмдөөчү нерсе!

Бул жерде jlcpcb же башка PCB прототип өндүрүүчүлөрүнүн бирине жүктөй турган Gerber Files шилтемеси.