نظام الأتمتة مسؤول عن التحكم في الأجهزة الإلكترونية وأنظمة الترفيه والأدوات المنزلية التي تعمل بالكهرباء. هذا النظام مكلف للغاية عند شرائه من السوق. إنه المفهوم الأسرع نموًا في العالم الحديث. أتمتة المنزل الذكي هو مفهوم يتم فيه استخدام مكون واحد مثل وحدة الترحيل للتحكم في المعلمات الإلكترونية المختلفة للمنزل ، على سبيل المثال ، تبديل الأجهزة المنزلية ، ومراقبة الإنذارات الأمنية ، وأتمتة باب المرآب ، وما إلى ذلك. في هذا المشروع ، المنزل سيتم التحكم في الأجهزة باستخدام لوحات اللمس. بعد الانتهاء من المشروع ، نضع الدائرة في مكان مناسب ، بحيث يتم تشغيل الأجهزة على و إيقاف تلقائيًا عند الضغط على لوحة اللمس بالإصبع.
دائرة لوحات اللمس
555 Timer IC هو قلب هذه الدائرة. سيتحكم هذا IC في العملية عندما يتم لمس الإصبع على اللوحة المعنية. لذلك ، سيكون النظام النهائي جاهزًا للعمل بشكل كامل وسينفذ التبديل بلمسة واحدة فقط.
كيف تستخدم لوحات اللمس في تصميم الدائرة؟
نظرًا لأننا نعلم ما نريد القيام به في هذا المشروع ، فلنتقدم الآن ونجمع المزيد من المعلومات لبدء العمل على الفور في هذا المشروع.
الخطوة 1: المكونات المطلوبة (الأجهزة)
إذا كنت ترغب في تجنب أي إزعاج في منتصف أي مشروع ، فإن أفضل نهج هو إعداد قائمة كاملة بجميع المكونات التي سنستخدمها. الخطوة الثانية ، قبل البدء في صنع الدائرة ، هي إجراء دراسة موجزة لكل هذه المكونات. فيما يلي قائمة بجميع المكونات التي نحتاجها في هذا المشروع.
- NE555 المؤقت IC
- وحدة التتابع 5 فولت
- 3.3 MΩ المقاوم
- 2N2222 الترانزستور NPN
- لمبة مع حامل
- فيروبورد
- توصيل الأسلاك
- لوحة الدوائر المطبوعة
الخطوة 2: المكونات المطلوبة (البرنامج)
- Proteus 8 Professional (يمكن تنزيله من هنا )
بعد تنزيل Proteus 8 Professional ، صمم الدائرة عليه. لقد قمت بتضمين محاكاة البرامج هنا حتى يكون من الملائم للمبتدئين تصميم الدائرة وإجراء الاتصالات المناسبة على الأجهزة.
الخطوة الثالثة: تصميم الدائرة
تصميم هذه الدائرة بسيط للغاية. يتم توصيل دبابيس الأرض و Vcc و Reset الخاصة بـ 555 المؤقت IC بجهد 5 فولت والأرضي. يتم استخدام المقاوم 3.3M-ohm ويتم سحب الدبوس 3 الخاص بـ 555 Timer IC عاليًا. يتم سحب Pin6 من 555 Timer IC باستخدام المقاوم 1M-ohm. تتصل كلتا لوحتا اللمس مباشرة بـ pin2 و pin6 من 555 Timer IC. عندما نلمس لوحة التشغيل ، يتصل أحد الطرفين بالطرف 2 والآخر متصل بالأرض. بالطريقة نفسها ، يتم توصيل أحد طرفي لوحة التشغيل بـ pin6 الخاص بالمؤقت IC والأخرى متصلة بـ 5V.
دبوس 1 من 555 Timer IC هو الدبوس الأرضي. دبوس 2 من المؤقت IC هو دبوس الزناد. يُعرف الدبوس الثاني لـ Timer IC باسم Trigger Pin. إذا كان هذا الدبوس متصلاً مباشرة بـ pin6 ، فسيعمل في وضع Astable. عندما ينخفض الجهد عند هذا الدبوس إلى أقل من ثلث إجمالي الدخل ، فسيتم تشغيله. دبوس 3 من المؤقت IC هو الدبوس حيث يتم إرسال الإخراج. دبوس 4 من 555 Timer Ic يستخدم لغرض إعادة التعيين. يتم توصيله في البداية بالطرف الموجب للبطارية. Pin5 من المؤقت IC هو دبوس التحكم وليس له فائدة كبيرة. في معظم الحالات ، يتم توصيله بالأرض من خلال مكثف خزفي. دبوس 6 من المؤقت IC يسمى دبوس العتبة. يتم اختصار pin2 و pin6 ويتم توصيلهما بـ pin7 لجعله يعمل في وضع Astable. عندما يزيد جهد هذا الدبوس عن ثلثي مصدر جهد التيار الكهربائي ، سيعود Timer IC إلى حالته المستقرة. دبوس 7 من المؤقت IC لغرض التفريغ. يُعطى المكثف مسار التفريغ عبر هذا الدبوس. دبوس 8 من الموقت Ic متصل مباشرة بالأرض.
الخطوة 4: عمل الدائرة
نظرًا لأننا نعرف الآن ملخص المشروع ولدينا أيضًا فكرة أساسية عن كيفية عمل مكوناتنا ، فلنتقدم خطوة للأمام ونفهم العمل الرئيسي لمشروعنا.
عندما تكون الدائرة متصلة بشكل صحيح ويتم توصيل الطاقة إليها ، ما عليك سوى لمس على لوحة لتشغيل الدائرة ولمس إيقاف لوحة لإيقاف تشغيل الدائرة. سيبقى الجهاز المتصل بوحدة الترحيل في حالة إيقاف التشغيل حتى إذا تم تطبيق الطاقة على الدائرة. عندما يتم ملاحظة الرسم التخطيطي للدائرة ، سوف نتعرف على أن pin6 الخاص بالمؤقت IC يتم سحبه LOW وأن pin2 الخاص بالمؤقت IC يتم سحبه عاليًا.
لذلك ، عندما يتم لمس لوحة التشغيل بواسطة الإصبع ، ستصبح حالة pin2 الخاص بـ IC المؤقت 555 منخفضًا. نظرًا لأن حالة pin6 من IC المؤقت منخفضة بالفعل ، فسيؤدي ذلك إلى إخراج الحالة HIGH في pin3 من المؤقت IC. سيتم إرسال هذه الإشارة العالية إلى الترانزستور. يعمل هذا الترانزستور كمفتاح للترحيل. سيتم تشغيل التتابع وستكتمل الدائرة مما يؤدي إلى تشغيل المصباح.
الآن ، يتم توصيل لوحة OFF بـ pin6 الخاص بالمؤقت IC ويتم سحبها لأسفل. إذا تم لمس وضع الإيقاف OFF ، فسيتم التحويل من LOW إلى HIGH على سبيل المثال. سينتج عن ذلك الحالة المنخفضة للإخراج عند pin3 لمؤقت IC. نتيجة لذلك ، سيتم إيقاف تشغيل الترانزستور وسيتم إيقاف تشغيل المرحل المتصل بمخرج الترانزستور في النهاية. سيؤدي ذلك إلى إيقاف تشغيل المصباح المتصل به.
العمل الرئيسي لهذه الدائرة هو تماما مثل flip-flop. عندما يتم لمس اللوحة ، سيتم تشغيل المصباح وعندما يتم لمس اللوحة مرة أخرى ، سيتم إيقاف تشغيل المصباح.
الخطوة 5: تصميم لوحات اللمس
أهم جزء في هذا المشروع هو لوحات اللمس لأن التبديل يعتمد فقط على اللمس. ليست هناك حاجة لاستخدام لوحات اللمس الخاصة في هذه الدائرة. طريقة بسيطة لعمل لوحات اللمس لهذا المشروع ، في منزلك موضحة أدناه.
لصنع لوحات اللمس ، يلزم قطعتين من لوح نحاسي 2 سم × 2 × م. خذ اللوح النحاسي وقم بعمل قطع فيه بحيث لا ينكسر اللوح تمامًا ولكن لا يزال يتم فصل الطبقة العليا من النحاس بقطع كامل.
إذا لم تتمكن من صنعها في المنزل ، فيمكن العثور على لوحات اللمس الصغيرة في سيارات اللعب. هذه الصفائح مصنوعة بشكل عام من الكربون. يتم تركيب هذا الكربون على مطاط السيليكون. تتلامس الكتلة والوسادة عند الضغط على هذه اللوحة. بمجرد أن يتلامس هذان الشخصان ، تقل المقاومة بينهما.
هذه الفوط المتوفرة في السوق فعالة للغاية ومحمية من التآكل. لكن اللوح المصنوع في المنزل فعال أيضًا ولكنه منخفض التكلفة. كما أنها تعمل بنفس الطريقة ، أي تنخفض المقاومة إلى حد كبير عند لمس الإصبع على اللوحة ، بسبب الرطوبة على الإصبع.
الخطوة 6: تجميع المكونات
الآن ، بما أننا نعرف الوصلات الرئيسية وكذلك الدائرة الكاملة لمشروعنا ، فلنتقدم ونبدأ في صنع الأجهزة الخاصة بمشروعنا. شيء واحد يجب أن يؤخذ في الاعتبار وهو أن الدائرة يجب أن تكون مضغوطة ويجب وضع المكونات في مكان قريب جدًا.
- خذ لوح Veroboard وافرك جانبه بطلاء النحاس بورق مكشطة.
- الآن ضع المكونات بعناية وقريبة بدرجة كافية بحيث لا يصبح حجم الدائرة كبيرًا جدًا
- قم بإجراء التوصيلات بعناية باستخدام حديد اللحام. في حالة حدوث أي خطأ أثناء إجراء الاتصالات ، حاول إلغاء الاتصال ولحام الاتصال مرة أخرى بشكل صحيح ، ولكن في النهاية ، يجب أن يكون الاتصال محكمًا.
- بمجرد إجراء جميع الاتصالات ، قم بإجراء اختبار الاستمرارية. في الإلكترونيات ، اختبار الاستمرارية هو فحص الدائرة الكهربائية للتحقق مما إذا كان تدفق التيار في المسار المطلوب (أنه بالتأكيد دائرة كاملة). يتم إجراء اختبار الاستمرارية عن طريق ضبط جهد بسيط (سلكي بترتيب مع LED أو جزء يخلق اضطرابًا ، على سبيل المثال ، مكبر صوت كهرضغطية) على الطريقة المختارة.
- إذا نجح اختبار الاستمرارية ، فهذا يعني أن الدائرة مصنوعة بشكل كافٍ حسب الرغبة. إنه الآن جاهز للاختبار.
- قم بتوصيل البطارية بالدائرة.
ستبدو الدائرة بالصورة أدناه:
مخطط الرسم البياني
التطبيقات
هناك مجموعة واسعة من التطبيقات لدائرة التبديل القائمة على لوحة اللمس. بعضها مذكور أدناه:
- يمكن استخدام هذه الدائرة في الألعاب ، وهي مشاريع مدرسية صغيرة يتم فيها لمس لوحين فقط معًا لتشغيل الدائرة أو إيقاف تشغيلها.
- يمكننا استخدام هذه الدائرة لتبديل الأجهزة الكهربائية في منزلنا.
