Проста схема на детектора на лъжата, използваща транзистори

С електрониката винаги е било забавно да се играе, след като научим самите основи на това как работи всеки компонент и как да ги използваме в нашата схема, е доста лесно да проектираме, симулираме и изфабрикуваме нашите идеи в печатни платки. В този проект нека изградим проста забавна схема, да я анализираме и след това да изработим печатни платки, за да подобрим нашата крива на обучение. Концепцията зад тази схема за детектор на лъжататова е, предполагаме, че когато човек лъже, той някак си повишава нивото на тревожност, което го кара да се поти и да развие влага върху кожата си. След това използваме тази част от веригата, за да открием дали има влага по кожата му и въз основа на резултата светим и LED, зелен за истина и червен за лъжа. Разбира се, да, това не може да се твърди като детектор на лъжата, но можете да го използвате, за да играете с приятелите си и да се забавлявате. Повече от това можете да научите неща. Така че нека да започнем…

Необходими материали:

Дъска за хляб
BC547 транзистор (3Nos)
LED (2 Nos)
Кондензатор (100nF)
Резистори (1M, 10K, 470, 47K)
Потенциометър (50K или 100K)
Свързващи проводници

Електрическа схема и обяснение:

Нека не се впускаме веднага в схемата. Дайте си минута да помислите как би била всъщност тази схема на детектора на лъжата. Така че имаме два светодиода, които трябва да бъдат включени или изключени въз основа на измереното съпротивление (свързано е с влагата) между два пръста. Как всъщност можем да се справим с това?

Тъй като превключваме LED очевидно се нуждаем от транзистори и стойността на резистора, измерена между два пръста, няма да варира много по отношение на влагата, така че се нуждаем от някакъв усилвател, който също може да бъде направен с транзистор. Стига улики! опитайте нещо сами и след това разгледайте схемата по-долу:

Това е схемата, която ще използваме. Конекторът P3 е за захранващо напрежение (2 е + 9V и 1 е заземен). Подложките P1 и P2 са мястото, където трябва да поставите пръстите си. Сега нека анализираме това, за да разберем как работи.

Ако погледнете отблизо, можете да установите, че транзисторът Q3 и Q1 решава състоянието на LED D2, а транзисторът Q2 решава състоянието на LED D1. Резисторът R5 и R6 образуват потенциален разделител, в който стойността на R6 е подложена на промяна, тъй като има подложки P1 и P2 през него. Така че, когато се поставят пръстите, стойността на R6 ще варира. Тази промяна засяга базовото напрежение на транзистора Q3. Транзисторите Q3 и Q1 са свързани като двойка на Дарлингтън, поради което малки вариации на базовото напрежение Q3 ще повлияят на Q1. Следователно въз основа на съпротивлението на пръста транзисторът Q1 и Q3 ще реши или да включи, или да изключи светодиода D2.

Светодиодът D2 ще се включи само ако транзисторът Q1 е включен, но когато този транзистор се включи, напрежението към основата на транзистора Q2 ще бъде ниско, като по този начин светодиодът D1 ще бъде изключен. Базовото напрежение на транзистора Q2 може да се контролира от потенциометъра (50K). Така че, можете да използвате този потенциометър, за да настроите чувствителността на веригата.

Работна концепция на веригата за детектор на лъжата:

Горната схема е симулирана в ISIS Proteus, за да се провери дали работи както се очаква. Винаги се препоръчва да тествате вашата схема със симулация, преди действително да ги изградите. При симулацията се приема, че резисторът R6 е съпротивлението на пръста. Когато не е поставен пръст, стойността на резистора е безкрайност. Така че симулирайте това условие, току-що споменах, че стойността е 99999K.

Зеленият светодиод се включи, когато не се постави пръст, защото базовото напрежение на Q1 и Q2 е около 3,2 напрежение и следователно транзисторът кара зеления светодиод да свети. В същото време, след като транзисторът Q2 е включен, базовото напрежение на транзистора Q3 спада до около 1,4V, което ще задържи транзистора Q3 в изключено състояние и следователно червеният светодиод е изключен.

Сега да приемем, че сме поставили пръста си върху резистора R4 и следователно стойността на R6 пада до 50 ома. Това ще повлияе на стойността на резистора R4 и следователно червеният светодиод свети, както е показано по-долу.

Сега спадът на напрежението на резистора R4 е по-малък и следователно базовото напрежение на транзистора Q1 и Q2 е почти 0V, както е показано по-горе. Това ще ги държи изключени и по този начин зеленият светодиод няма да свети. Но тъй като транзисторът Q2 е изключен, цялото захранващо напрежение се разделя между резистора R1 и основата на Q3. Това прави базовото напрежение на Q3 3V, което е достатъчно, за да го включите. Можете да настроите малко повече базовото напрежение, като използвате и потенциометъра. Ако транзисторът Q3 е включен, червеният светодиод също ще свети, както е показано по-горе.

Проверка на веригата с помощта на макет:

Както беше казано по-рано, ние ще изработим печатни платки за този проект за детектор на лъжата. Въпреки че симулацията работи според очакванията, за начинаещи винаги се препоръчва да тестват веригата с помощта на макет, преди действително да изработят платка. По този начин можете да се уверите, че веригата работи според очакванията и компонентите също са налични и работят. Моята тестова схема на макет изглеждаше по-долу по следния начин

След като сте доволни от вашия Breadboard, изградете го, за да продължите с PCB.

Дизайн на вериги и печатни платки с помощта на EasyEDA:

За да проектираме тази схема за детектор на лъжа, ние избрахме онлайн инструмента за EDA, наречен EasyEDA. Преди това използвах EasyEDA много пъти и го намерих за много удобен за използване, тъй като има добра колекция от отпечатъци и своя отворен код. Вижте тук всички наши проекти за печатни платки. След проектирането на печатни платки, ние можем да поръчаме пробите на печатни платки чрез техните евтини услуги за производство на печатни платки. Те също така предлагат услуга за снабдяване с компоненти, когато имат голям запас от електронни компоненти и потребителите могат да поръчат необходимите им компоненти заедно с поръчката на печатни платки.

Докато проектирате вашите схеми и печатни платки, можете също така да направите вашите схеми и печатни платки публични, така че другите потребители да могат да ги копират или редактират и да се възползват от това, ние също направихме цялата ни схема на платки и печатни платки публична за тази схема на детектора на лъжата, проверете връзката по-долу:

easyeda.com/circuitdigest/Lie_Detector_Circuit-7252ce09194f41c3a00fc32a97a0f73c

Можете да видите всеки слой (Top, Bottom, Topsilk, bottomomsilk и т.н.) на печатната платка, като изберете слоя от прозореца „Layers“.

Можете също да видите печатната платка, как ще изглежда след изработката, като използвате бутона Photo View в EasyEDA:

Изчисляване и поръчване на проби онлайн:

След като завършите дизайна на тази печатна платка за детектор на лъжи, можете да поръчате печатната платка чрез JLCPCB.com. За да поръчате печатната платка от JLCPCB, ви е необходим Gerber File. За да изтеглите Gerber файлове на вашата PCB, просто щракнете върху бутона Fabrication Output в страницата на редактора EasyEDA, след което изтеглете от страницата за поръчки на EasyEDA PCB

Сега отидете на JLCPCB.com и щракнете върху Quote Now или бутон , след което можете да изберете броя на печатни платки, които искате да поръчате, колко медни слоя имате нужда, дебелината на печатната платка, теглото на медта и дори цвета на печатната платка, като моментната снимка показано по-долу:

След като сте избрали всички опции, щракнете върху „Запазване в кошницата“ и след това ще бъдете отведени до страницата, където можете да качите вашия Gerber файл, който сме изтеглили от EasyEDA. Качете вашия Gerber файл и кликнете върху „Запазване в кошницата“. И накрая кликнете върху Checkout Secure, за да завършите поръчката си, след което ще получите вашите PCB няколко дни по-късно. Те произвеждат печатната платка на много ниска цена, която е 2 долара. Времето им за изграждане също е много по-малко, което е 48 часа с DHL доставка от 3-5 дни, като основно ще получите вашите печатни платки в рамките на една седмица след поръчката.

След няколко дни от поръчка на печатни платки взех пробите от печатни платки в хубава опаковка, както е показано на снимките по-долу.

И след като взех тези парчета, спойках всички необходими компоненти върху печатната платка и прикачих 9v батерия към нея.

Верига на детектора на лъжата в действие:

След като сглобите дъската си, е време да се позабавлявате. Просто го включете с 9V батерия и ще видите зеления светодиод да се издига високо. Ако съкратите двата жълти проводника, зеленият светодиод трябва да се включи, а червеният да се включи. Ако е така, това означава, че всичко работи според очакванията. Сега се уверете, че на ръката ви има малко влага и поставете пръста си върху проводниците, това трябва да накара зеления светодиод да се включи и червения да изключи. Ако не тогава, регулирайте потенциометъра, докато светодиодът стане червен.

Цялостната работа на проекта може да бъде намерена във видеото, дадено по-долу. Сега, че веригата е калибрирана и е готова за шега. Тъй като използвахме печатни платки, проектът е изключително преносим и следователно можете да го занесете на приятелите си и да се забавлявате, използвайки това. Надявам се, че сте задействали проекта и сте научили нещо от това. Чувствайте се свободни да използвате раздела за коментари по-долу, ако имате някакъв проблем с това нещо да работи.