电子产品一直很有趣,一旦我们学习了每个组件的工作原理以及如何在电路中使用它们,就可以很容易地将设计,仿真和构想成PCB了。在这个项目中,让我们构建一个简单的有趣电路,对其进行分析,然后制造PCB以改善我们的学习曲线。测谎仪电路背后的概念就是说,我们假设一个人躺着时会加剧焦虑,使他出汗并在皮肤上产生水分。然后,我们使用该电路检测他的皮肤上是否有水分,并根据结果发光并发出LED,绿色代表真相,红色代表谎言。当然可以,它不能被认为是测谎仪,但是您可以使用它与朋友一起玩并玩得开心。不仅如此,您还可以学习一些东西。因此,让我们开始吧…
所需材料:
- 面包板
- BC547晶体管(3号)
- LED(2号)
- 电容(100nF)
- 电阻器(1M,10K,470,47K)
- 电位器(50K或100K)
- 连接线
电路图和说明:
我们不要立即跳入电路图。给自己一点时间来思考这个测谎仪电路的实际情况。因此,我们有两个LED必须根据两个手指之间测得的电阻(与湿度有关)来打开或关闭。我们实际上该如何处理?
因为显然我们要切换LED,所以我们需要晶体管,并且在两个手指之间测得的电阻值不会因水分而变化太大,因此我们需要某种也可以使用晶体管制成的放大器。足够的线索!自行尝试,然后查看以下电路图:
这是我们要使用的电路。连接器P3用于供电(2为+ 9V,1为接地)。垫P1和P2是您必须放置手指的地方。现在,让我们分析一下它是如何工作的。
如果仔细观察,您会发现晶体管Q3和Q1决定了LED D2的状态,而晶体管Q2决定了LED D1的状态。电阻器R5和R6形成一个分压器,由于R6的焊盘P1和P2跨在其中,因此R6的值会发生变化。因此,无论何时放置手指,R6的值都会变化。这种变化影响晶体管Q3的基极电压。晶体管Q3和Q1作为达林顿对连接,因此基极电压Q3的微小变化将影响Q1。因此,基于手指的电阻,晶体管Q1和Q3将决定打开还是关闭LED D2。
仅当晶体管Q1接通时,LED D2才会打开,但是当此晶体管导通时,到Q2晶体管基极的电压将较低,从而保持LED D1处于关闭状态。晶体管Q2的基极电压可以通过电位计(50K)控制。因此,您可以使用该电位计来设置电路的灵敏度。
测谎电路的工作原理:
上面的电路在ISIS Proteus中进行了仿真,以检查其是否按预期工作。始终建议您在实际构建电路之前通过仿真测试电路。在模拟中,假设电阻器R6为手指的电阻。当没有手指放在时,电阻的值是无穷大。因此,模拟该条件,我刚刚提到的值为99999K。
当没有手指放在时,绿色LED点亮,因为Q1和Q2的基极电压约为3.2伏,因此晶体管导通,绿色LED发光。同时,由于晶体管Q2导通,晶体管Q3两端的基极电压下降到1.4V左右,这将使晶体管Q3保持截止状态,因此红色LED熄灭。
现在假设我们将手指放在电阻R4上,因此R6的值降至50欧姆。这将影响电阻器R4的值,因此红色LED发光,如下所示。
现在,电阻器R4两端的压降较小,因此,晶体管Q1和Q2的基极电压几乎为0V,如上所示。这将使它们保持关闭状态,因此绿色LED不会发光。但是由于晶体管Q2截止,整个电源电压在电阻R1和Q3的基极之间分配。这使得Q3的基极电压为3V,足以使其导通。您还可以通过使用电位计来微调基础电压。如果晶体管Q3导通,则红色LED也会如上所述发光。
使用试验板验证电路:
如前所述,我们将为此测谎仪项目制造PCB。尽管仿真工作符合预期,但始终建议初学者在实际制作PCB之前使用试验板测试电路。这样,您可以确保电路按预期工作并且组件也可用并且工作。我在试验板上的测试电路如下所示
对面包板感到满意之后,就可以开始进行PCB了。
使用EasyEDA的电路和PCB设计:
为了设计该 测谎仪电路,我们选择了名为EasyEDA的在线EDA工具。我以前使用过EasyEDA多次,发现它使用起来非常方便,因为它具有大量的资源和开源资源。在这里检查我们所有的PCB项目。设计完PCB之后,我们可以通过低成本的PCB制造服务订购PCB样品。他们还提供元件采购服务,其中有大量的电子元件库存,用户可以与PCB订单一起订购所需的元件。
在设计电路和PCB时,您还可以公开电路和PCB设计,以便其他用户可以复制或编辑它们并从中受益,我们还为该测谎仪电路公开了整个电路和PCB布局 ,检查以下链接:
easyeda.com/circuitdigest/Lie_Detector_Circuit-7252ce09194f41c3a00fc32a97a0f73c
您可以 通过选择“层”窗口中的层来 查看PCB的任何层(顶层,底层,顶层丝绸,底层丝绸等)。
您还可以使用 EasyEDA中的“照片查看”按钮查看PCB以及制造后的 外观:
在线计算和订购样品:
完成此测谎仪PCB的设计后,您可以通过JLCPCB.com订购PCB。要从JLCPCB订购PCB,您需要Gerber File。要下载PCB的Gerber文件,只需单击EasyEDA编辑器页面中的 Fabrication Output 按钮,然后从EasyEDA PCB订购页面下载。
现在访问JLCPCB.com并单击 立即报价 或 按钮 ,然后您可以选择要订购的PCB数量,所需的铜层数量,PCB厚度,铜重量以及甚至PCB颜色,例如快照如下图所示:
选择所有选项后,单击“保存到购物车”,然后您将转到上载您从EasyEDA下载的Gerber文件的页面。上传您的Gerber文件,然后单击“保存到购物车”。最后,单击“安全地结帐”以完成您的订单,然后几天后您将得到PCB。他们以极低的成本(2美元)制造PCB。他们的构建时间也非常短,DHL交付3-5天的时间为48小时,基本上,您将在订购一周后获得PCB。
订购几天的PCB后,我得到了包装良好的PCB样品,如下图所示。
在获得这些零件之后,我将所有必需的组件焊接到了PCB上,并为其连接了9v电池。
测谎电路的作用:
组装好电路板后,就该找点乐子了。只需使用9V电池为其供电,您将看到绿色LED变高。如果您将两条黄色电线短路,则绿色LED应该亮起,红色LED应该亮起。如果是这样,则意味着一切都按预期进行。现在,请确保您的手上有一点湿气,然后将手指放在电线上,这将使绿色的LED点亮,而红色的LED熄灭。如果不是,请调节电位器,直到LED变红。
该项目的完整工作可以在下面的视频中找到。现在,电路已校准,可以进行恶作剧了。由于我们使用过PCB,因此该项目具有很高的可移植性,因此您可以将它带给朋友,并从中获得一些乐趣。希望您能使该项目正常运行并从中学到一些东西。如果您在使用此工具时遇到任何问题,请随时使用下面的评论部分。