كيف تصنع فتاحة الستار والدائرة الأقرب؟

في القرن الحالي ، إذا نظرنا حولنا في المناطق المحيطة ، فسنجد أن معظم الأشياء التي تعمل بالكهرباء مصنوعة آليًا بحيث يتطلب جهدًا أقل من الإنسان. يحاول المهندسون صنع أجهزة يمكن دمجها مع الأنظمة الميكانيكية التي تجعلها تعمل بضغطة زر واحدة. نرى أنه في منازلنا ومكاتبنا ، يجب دفع الستائر على النوافذ والأبواب والشرفة وما إلى ذلك باليد لفتحها وإغلاقها. يتطلب هذا القليل من الجهد البشري لأنه يتعين علينا النهوض والانتقال إلى النافذة ودفع الستائر في كل مرة أثناء إغلاقها وفتحها. يمكن تقليل هذا الجهد من خلال دمج دائرة كهربائية معه.

فتاحة الستائر والدائرة الأقرب

تتوفر العديد من دوائر فتاحة الستائر في السوق. إنها فعالة للغاية ولكنها مكلفة للغاية. الهدف الرئيسي من هذه المقالة هو تصميم دائرة يتم استخدامها لفتح أو إغلاق الستائر بمجرد الضغط على الزر. سيكون هذا الحل فعالًا مثل الدائرة المتاحة في السوق وسيكون منخفض التكلفة للغاية. سنستخدم مرحلتين مرحلتين ومحرك متدرج لأداء هذه المهمة.

كيف تفتح وتغلق الدائرة تلقائيا؟

قلب هذا المشروع هو اسمان مرحليان هما CD4013 و ULN 2003 . تُستخدم هذه الدوائر المتكاملة مع عدد قليل من المكونات الإضافية المتوفرة بسهولة في السوق لإنشاء دائرة كاملة. هناك نوعان من flip-flops من النوع D وهما عبارة عن حاكم ذاتي ، ويقعان على CD4013 IC. توجد هذه flip-flops في إحدى الحالتين ، أي 0 أو 1. مهمة هذه flip-flops هي تخزين المعلومات. كل من الوحدات النمطية لها pinout. هذه الدبابيس هي أسماء البيانات ، وإدخال الساعة ، والتعيين ، وإعادة التعيين ، وزوجين من دبابيس الإخراج.

الخطوة 1: تجميع المكونات (الأجهزة)

أفضل طريقة لبدء أي مشروع هي إعداد قائمة بالمكونات وإجراء دراسة موجزة لهذه المكونات لأن لا أحد يرغب في البقاء في منتصف المشروع لمجرد وجود مكون مفقود. فيما يلي قائمة بالمكونات التي سنستخدمها في هذا المشروع:

• CD4013 إيك
• السائر المحركات
• 5.6 كيلو أوم المقاوم
• 1 فائق التوهج مكثف
• فيروبورد
• توصيل الأسلاك
• 1 كيلو أوم المقاوم (x2)
• بطارية 9 فولت

الخطوة 2: تجميع المكونات (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 3: عمل D Flip-Flop

D-type flip-flop هو flip-flop له مدخله الوحيد كملف البيانات إدخال. يُطلق عليه اسم Delayed (D) flip flop لأنه عندما يُعطى الإدخال في دبوس الإدخال ، ستظهر البيانات عند طرف الإخراج بعد مرور بعض الوقت عندما تنتهي الساعة. بهذه الطريقة ، يتم نقل البيانات من جانب الإدخال إلى جانب الإخراج بعد التأخير المطلوب. يستخدم هذا الجهاز كجهاز تأخير ويعرف أيضًا باسم مزلاج .

يتم تخزين المعلومات الثنائية 1 بت في إدخال الساعة. يتحكم خط الإدخال في flip-flop في هذه الساعة. يستخدم هذا لتحديد ما إذا تم إسقاط البيانات أو التعرف عليها. في معظم الأوقات ، تكون إشارة الساعة هي المدخل. إذا كان Binary High يعني أن المنطق 1 يتم إرساله كإدخال على مدار الساعة ، فإن flip flop سيخزن البيانات على خط البيانات. سيتبع إدخال البيانات ببساطة الإخراج العادي ، طالما كانت حالة خط الساعة عالي . سيتم التعرف على خط إدخال البيانات بمجرد أن يصبح خط الساعة منخفضًا ثنائيًا أو منطقيًا 0. هذا يعني أنه يتم الاحتفاظ بالبت الذي تم تخزينه مسبقًا في flip-flop. عندما تكون الساعة منخفضة ، سيتم تجاهلها.

الخطوة 4: تصميم الدائرة

CD4013 هي دائرة متكاملة تأتي في حزمة مضمنة مزدوجة 14 سنًا. انها pin1 ، pin2 ، pin13 ، و دبوس 12 كلها مخرجات مكملة ولكن في كلا الزوجين ، يكون أحد الدبوس معكوسًا للآخر. على سبيل المثال ، إذا كان [in1 يظهر 1 ، فسيعرض pin2 0. وبالمثل هو الحال بالنسبة للزوج الآخر من pin12 و pin13. دبابيس البيانات لهذا IC هي دبوس 5 و دبوس 9 وعمومًا ، يرتبط أحد المخرجات بها. في دائرتنا ، يتم توصيل pn5 من IC بالإخراج المقلوب. دبوس 3 و دبوس 11 يتم تسميتها على أنها مدخلات ساعة IC. يعمل نوع D flip-flop عندما تتلقى هذه المسامير إشارة الإدخال لتوفير المدخلات لهذه المسامير ، يمكن استخدام جهاز اهتزاز متعدد قابل للاستقرار ، مصنوع بواسطة تكوين الترانزستور ، أو يمكن استخدام البوابات المنطقية مثل بوابة NOR لأداء نفس المهمة . نحن نستخدم الترانزستور لتوفير المدخلات لهذه المسامير. دبوس 4 ، دبوس 6 و و Pin8 ، Pin10 هو مجموعة وإعادة تعيين دبابيس IC على التوالي. سيتم استلام الإخراج إذا ارتفع أحد هذه المسامير. للحماية ، يتم توصيل هذه المسامير بالأرض من خلال المقاوم ذي القيمة العالية. دبوس 14 هو دبوس إمداد IC و دبوس 7 هو دبوس الأرض من IC. التيار الرئيسي متصل بـ pin14 ويجب ألا يزيد عن 15 فولت. إذا كانت أكبر من 15 فولت ، فقد يحترق IC. يتم توصيل الطرف السالب للبطارية بالدبوس 7 من IC.

في ULN 2003 ، دبوس 1 إلى دبوس 7 هي دبابيس الإدخال السبعة لتكوينات دارلينجتون. كل دبوس متصل بقاعدة الترانزستور ويمكن تبديله فقط عن طريق تطبيق 5V عليه. دبوس 8 هو الدبوس الأرضي للدائرة المتكاملة وهو متصل مباشرة بالطرف السالب للبطارية. دبوس اختبار هذا IC هو دبوس 9. pin10 إلى pin16 هي دبابيس الإخراج لهذا IC.

الخطوة 5: 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.

1. خذ لوح Veroboard وافرك جانبه بطلاء النحاس بورق مكشطة.
2. الآن ضع المكونات بعناية وقريبة بدرجة كافية بحيث لا يصبح حجم الدائرة كبيرًا جدًا.
3. 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.
4. 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.
5. إذا نجح اختبار الاستمرارية ، فهذا يعني أن الدائرة مصنوعة بشكل كافٍ حسب الرغبة. إنه الآن جاهز للاختبار.
6. قم بتوصيل البطارية بالدائرة.

ستبدو الدائرة بالصورة أدناه:

مخطط الرسم البياني

الخطوة 6: عمليات الدائرة

الآن بما أن الدائرة بأكملها مصنوعة ، فلنختبرها ونرى ما إذا كانت تعمل على النحو المطلوب أم لا.

1. اضغط على المفتاح S1 . من خلال القيام بذلك ، سيتم توفير الجهد pin6 من IC1. عند حدوث ذلك ، سيجعل pin6 حالة pin1 لـ IC1 HIGH معه.
2. عندما يحدث هذا ، يحصل أيضًا pin2 الخاص بـ IC2 عالي . لذلك ، سينتج عن ذلك حركة في اتجاه عقارب الساعة للمحرك المُجهز لأنه متصل بهذا الدبوس من IC2. سيبدأ هذا في فتح الستار.
3. الآن ، إذا فتحت الستارة عند الحد الأقصى أو إذا كنت تريد إيقافها في منتصف طريقها ، فما عليك سوى الضغط على المفتاح S2 . المفتاح S2 متصل بـ Pin4 في IC1. والغرض من هذا إعادة تعيين الدبوس هنا هو إيقاف دوران المحرك عندما يتم إيقاف الستارة عن طريق إعادة ضبط حالة IC1.
4. الآن إذا كنت تريد إغلاق الستارة ، اضغط على مفتاح التبديل S3 للحظات. هذا المفتاح متصل بـ pin8 من IC1. pin8 الخاص بـ IC1 هو أيضًا دبوس محدد.
5. إذا كانت الستارة مغلقة بالكامل أو تريد إيقافها في منتصف طريقها ، فقط اضغط على المفتاح 4 س . سيؤدي ذلك إلى إعادة ضبط حالة IC وسيتوقف محرك السائر عن الدوران.

كان هذا هو الإجراء بأكمله لفتح الستارة أو إغلاقها تلقائيًا. ليس عليك النهوض ودفع الستائر الآن ، ما عليك سوى الضغط على الأزرار بالجلوس في مكان واحد وستفتح الستائر أو تُغلق تلقائيًا.