Trong thế kỷ hiện tại, nếu chúng ta nhìn xung quanh, chúng ta sẽ thấy rằng hầu hết những thứ hoạt động bằng điện đều được tự động hóa nên ít tốn công sức của con người hơn. Các kỹ sư đang cố gắng tạo ra các thiết bị có thể tích hợp với hệ thống cơ khí để đưa chúng hoạt động chỉ bằng một nút bấm. Chúng tôi thấy rằng trong nhà và văn phòng của chúng tôi, rèm cửa trên cửa sổ, cửa ra vào và sân thượng, v.v., phải được đẩy bằng tay để đóng mở chúng. Điều này đòi hỏi một chút nỗ lực của con người vì chúng tôi phải đứng dậy, di chuyển đến cửa sổ và đẩy rèm cửa cả hai lần trong khi đóng và mở chúng. Nỗ lực này có thể được giảm thiểu bằng cách tích hợp một mạch điện với nó.
Bộ mở rèm và mạch gần hơn
Nhiều mạch mở rèm có sẵn trên thị trường. Chúng rất hiệu quả nhưng rất tốn kém. Mục đích chính của bài viết này là thiết kế một mạch điện sẽ được sử dụng để mở hoặc đóng rèm cửa chỉ bằng một nút bấm. Giải pháp này sẽ hiệu quả như mạch điện hiện có trên thị trường và chi phí sẽ rất thấp. Chúng tôi sẽ sử dụng hai IC và một động cơ bước để thực hiện nhiệm vụ này.
Làm thế nào để mở và đóng mạch tự động?
Trọng tâm của dự án này là hai tên IC như CD4013 và ULN2003 . Các IC này được sử dụng thêm một vài linh kiện dễ dàng có sẵn trên thị trường để tạo thành một mạch hoàn chỉnh. Có hai flip-flops loại D tự quản, nằm trên IC CD4013 này. Những chiếc dép xỏ ngón này tồn tại ở một trong hai trạng thái tức là 0 hoặc 1. Nhiệm vụ của những chiếc dép xỏ ngón này là lưu trữ thông tin. Cả hai mô-đun đều có sơ đồ chân. Các chân này có tên là Dữ liệu, Đầu vào Đồng hồ, Đặt, Đặt lại và Một vài chân đầu ra.
Bước 1: Thu thập các thành phần (Phần cứng)
Cách tiếp cận tốt nhất để bắt đầu bất kỳ dự án nào là lập danh sách các thành phần và nghiên cứu ngắn gọn về các thành phần này bởi vì không ai sẽ muốn mắc kẹt ở giữa dự án chỉ vì thiếu một thành phần. Dưới đây là danh sách các thành phần mà chúng tôi sẽ sử dụng trong dự án này:
- IC CD4013
- Động cơ bước
- Điện trở 5.6k-ohm
- Tụ điện 1uF
- Veroboard
- Kết nối dây
- Điện trở 1k-ohm (x2)
- Pin 9V
Bước 2: Thu thập các thành phần (Phần mềm)
- Proteus 8 Professional (Có thể tải xuống từ Đây )
Sau khi tải xuống Proteus 8 Professional, hãy thiết kế mạch trên đó. Tôi đã đưa vào phần mềm mô phỏng ở đây để có thể thuận tiện cho người mới bắt đầu thiết kế mạch và tạo kết nối thích hợp trên phần cứng.
Bước 3: Thao tác với D Flip-Flop
Một ván lật kiểu D là một ván lật có một đầu vào là DỮ LIỆU đầu vào. Nó được đặt tên là flip flop Delayed (D) vì khi nó được cung cấp đầu vào ở chân đầu vào, dữ liệu sẽ xuất hiện ở chân đầu ra sau một thời gian khi đồng hồ kết thúc. Bằng cách này, dữ liệu được chuyển từ phía đầu vào sang phía đầu ra sau một khoảng thời gian trễ cần thiết. Thiết bị này được sử dụng như một thiết bị trì hoãn và cũng thường được gọi là chốt .
Thông tin nhị phân 1 bit được lưu trữ trong đầu vào đồng hồ của nó. Dòng đầu vào điều khiển flip-flop trong đồng hồ này. Điều này được sử dụng để quyết định xem dữ liệu bị loại bỏ hoặc được nhận dạng. Hầu hết thời gian, tín hiệu đồng hồ là đầu vào. Nếu Binary High có nghĩa là logic 1 được gửi làm đầu vào đồng hồ, flip flop sẽ lưu dữ liệu trên dòng dữ liệu. Đầu vào dữ liệu sẽ được theo sau đơn giản là đầu ra bình thường, miễn là trạng thái của dòng đồng hồ là CAO . Dòng đầu vào dữ liệu sẽ được nhận dạng ngay khi dòng xung nhịp trở thành mức thấp nhị phân hoặc mức logic 0. Điều này có nghĩa là bit đã được lưu trữ trước đó trong flip-flop được giữ lại. Khi đồng hồ ở mức thấp, nó sẽ bị bỏ qua.
Bước 4: Thiết kế mạch
CD4013 là một mạch tích hợp đi kèm trong gói nội tuyến kép 14 chân. Nó là pin1, pin2, pin13, và pin12 tất cả đều là đầu ra bổ sung nhưng trong cả hai cặp, một chân là nghịch đảo của chân kia. Ví dụ, nếu [in1 hiển thị 1, thì pin2 sẽ hiển thị 0. Tương tự là trường hợp của cặp còn lại là pin12 và pin13. Các chân Dữ liệu của IC này là pin5 và pin9 và nói chung, một trong các đầu ra được kết nối với chúng. trong mạch pn5 của chúng tôi tắt IC được kết nối với đầu ra đảo ngược. Pin3 và Pin11 được đặt tên là đầu vào xung nhịp của vi mạch. flip-flop loại D hoạt động khi các chân này nhận được tín hiệu đầu vào để cung cấp đầu vào cho các chân này. . Chúng tôi đang sử dụng một bóng bán dẫn để cung cấp đầu vào cho các chân này. Pin4, Pin6 và Pin8, Pin10 lần lượt là chân set và reset của IC. Đầu ra sẽ được nhận nếu bất kỳ một trong các chân này tăng cao. Để bảo vệ, các chân này kết nối với đất thông qua một điện trở có giá trị cao. Pin14 là chân cung cấp của IC và Pin7 là chân nối đất của IC. Nguồn cung cấp chính được kết nối với chân 14 và nó không được lớn hơn 15V. Nếu nó lớn hơn 15V, IC có thể bị cháy. Cực âm của pin được kết nối với chân 7 của IC.
Trong ULN2003 , pin1 đến pin7 là bảy chân đầu vào của các cấu hình Darlington. mỗi chân được kết nối với đế của bóng bán dẫn và nó có thể được chuyển đổi chỉ bằng cách áp dụng 5V vào nó. Pin8 là chân nối đất của IC và nó được kết nối trực tiếp với cực âm của pin. Chân kiểm tra của IC này là pin9. chân10 đến chân16 là chân ra của IC này.
Bước 5: Lắp ráp các thành phần
Bây giờ, khi chúng ta biết các kết nối chính và cũng là mạch hoàn chỉnh của dự án của chúng ta, chúng ta hãy tiếp tục và bắt đầu tạo phần cứng cho dự án của mình. Một điều phải lưu ý là mạch điện phải nhỏ gọn và các linh kiện phải được đặt thật gần nhau.
- Lấy một tấm Veroboard và dùng giấy nháp chà mặt của nó với lớp phủ đồng.
- Bây giờ Đặt các thành phần cẩn thận và đủ gần để kích thước của mạch không trở nên quá lớn.
- Cẩn thận thực hiện các kết nối bằng sắt hàn. Nếu có bất kỳ sai sót nào xảy ra trong khi thực hiện các kết nối, hãy cố gắng phá bỏ kết nối và hàn lại kết nối đúng cách, nhưng cuối cùng, kết nối phải thật chặt chẽ.
- Khi tất cả các kết nối được thực hiện, hãy thực hiện kiểm tra tính liên tục. Trong điện tử, kiểm tra tính liên tục là kiểm tra mạch điện để kiểm tra xem dòng điện có chạy theo đường mong muốn hay không (chắc chắn đó là mạch tổng). Thử nghiệm tính liên tục được thực hiện bằng cách đặt một điện áp nhỏ (được nối dây với đèn LED hoặc bộ phận tạo ra nhiễu, ví dụ, loa áp điện) trên đường đã chọn.
- Nếu thử nghiệm liên tục vượt qua, điều đó có nghĩa là mạch được tạo ra đầy đủ như mong muốn. Bây giờ nó đã sẵn sàng để được thử nghiệm.
- Kết nối pin với mạch.
Mạch sẽ giống như hình dưới đây:
Sơ đồ mạch
Bước 6: Hoạt động mạch
Bây giờ khi toàn bộ mạch đã được thực hiện, chúng ta hãy kiểm tra nó và xem nó có hoạt động theo yêu cầu hay không.
- Nhấn công tắc S1 . Làm như vậy, chân 6 của IC1 sẽ được cung cấp điện áp. Khi điều này xảy ra, pin6 sẽ làm cho trạng thái của pin1 của IC1 CAO với nó.
- Khi điều này xảy ra, chân 2 của IC2 cũng bị CAO . Vì vậy, điều này sẽ dẫn đến chuyển động theo chiều kim đồng hồ của động cơ giảm tốc vì nó được kết nối với chân này của IC2. Điều này sẽ bắt đầu mở màn.
- Bây giờ, nếu rèm mở hết mức hoặc nếu bạn muốn dừng lại giữa chừng, bạn chỉ cần nhấn công tắc S2 . Công tắc S2 được kết nối với Pin4 của IC1. Mục đích của việc này Cài lại chân ở đây là dừng chuyển động quay của động cơ khi màn được dừng bằng cách thiết lập lại trạng thái của IC1.
- Bây giờ nếu bạn muốn đóng rèm, hãy nhấn công tắc S3 trong một thời gian. Công tắc này được kết nối với chân 8 của IC1. chân 8 của IC1 cũng là một chân đặt.
- Nếu rèm được đóng hoàn toàn hoặc bạn muốn dừng lại giữa chừng, chỉ cần nhấn công tắc S4 . Điều này sẽ thiết lập lại trạng thái của IC và động cơ bước sẽ ngừng quay.
Đây là toàn bộ quy trình để làm cho rèm của bạn mở hoặc đóng tự động. Bạn không cần phải đứng dậy và đẩy rèm Giờ đây, bạn chỉ cần nhấn các nút bằng cách ngồi vào một chỗ và rèm sẽ tự động mở hoặc đóng.
