Circuit senzill de detecció de mentides mitjançant transistors

L’electrònica sempre ha estat divertida de jugar, una vegada que aprenem els conceptes bàsics de com funciona cada component i com utilitzar-los al nostre circuit, és bastant fàcil dissenyar, simular i fabricar les nostres idees en un PCB. En aquest projecte construïm un circuit divertit senzill, analitzem-lo i després fabriquem un PCB per millorar la nostra corba d’aprenentatge. El concepte darrere d’aquest circuit de detecció de mentidesés que, suposem que quan una persona menteix, augmenta el seu nivell d’ansietat, cosa que li fa suar i desenvolupar humitat a la pell. A continuació, fem servir aquest tros de circuit per detectar si hi ha humitat a la pell i, en funció del resultat, il·luminem i LED, un verd per a la veritat i vermell per a la mentida. Per descomptat, això no es pot afirmar com a detector de mentides, però podeu utilitzar-lo per jugar amb els vostres amics i divertir-vos. Més que això, s’aprèn coses. Comencem doncs…

Materials necessaris:

1. Taula de pa
2. BC547 Transistor (3Nos)
3. LED (2 números)
4. Condensador (100nF)
5. Resistències (1 M, 10 K, 470, 47 K)
6. Potenciòmetre (50K o 100K)
7. Connexió de cables

Diagrama del circuit i explicació:

No saltem al diagrama del circuit de seguida. Dediqueu-vos un minut per pensar com seria realment aquest circuit del detector de mentides. Per tant, tenim dos LED que s’han d’encendre o apagar en funció de la resistència mesurada (està relacionada amb la humitat) entre dos dits. Com podem anar realment amb això?

Com que estem canviant de LED, òbviament, necessitem transistors i el valor de la resistència mesurat entre dos dits no variarà molt respecte a la humitat, de manera que necessitem algun tipus d'amplificador que també es podria fer amb un transistor. Prou pistes! proveu alguna cosa pel vostre compte i després mireu el diagrama del circuit següent:

Aquest és el circuit que farem servir. El connector P3 és per a la tensió d’alimentació (2 és + 9V i 1 està a terra). Els coixinets P1 i P2 són el lloc on heu de col·locar els dits. Ara analitzem això per saber com funciona.

Si us fixeu amb més atenció, podreu trobar que el transistor Q3 i Q1 decideix l’estat del LED D2 i el transistor Q2 decideix l’estat del LED D1. La resistència R5 i R6 formen un divisor de potencial en el qual el valor de R6 està sotmès a canvis ja que té els coixinets P1 i P2 a través seu. Així, sempre que es col·loquen els dits, el valor de R6 variarà. Aquesta variació afecta la tensió base del transistor Q3. Els transistors Q3 i Q1 es connecten com un parell de Darlington, per tant, una petita variació de la tensió base Q3 afectarà Q1. Per tant, en funció de la resistència del dit, el transistor Q1 i Q3 decidiran encendre o apagar el LED D2.

El LED D2 s’encendrà només si el transistor Q1 està encès, però quan aquest transistor s’encén el voltatge a la base del transistor Q2 serà baix, mantenint així el LED D1 apagat. El voltatge base del transistor Q2 pot ser controlat pel Potenciómetre (50K). Per tant, podeu utilitzar aquest potenciòmetre per configurar la sensibilitat del circuit.

Concepte de treball del circuit del detector de mentides:

El circuit anterior es va simular a ISIS Proteus per comprovar si funciona com s’esperava. Sempre es recomana provar el vostre circuit amb simulació abans de construir-los realment. En la simulació es suposa que la resistència R6 és la resistència del dit. Quan no es col·loca cap dit, el valor de la resistència és infinit. Simula aquesta condició, acabo d'esmentar el valor de 99999K.

El LED verd s’encén quan no es col·loca cap dit perquè el voltatge base de Q1 i Q2 és d’uns 3,2 voltatges i, per tant, el transistor està fent que el LED verd brilli. Al mateix temps, des que el transistor Q2 està engegat, la tensió base a través del transistor Q3 baixa al voltant dels 1,4 V, cosa que mantindrà el transistor Q3 apagat i, per tant, el LED vermell s’apagarà.

Suposem que hem col·locat el dit sobre la resistència R4 i, per tant, el valor de R6 cau a 50 ohms. Això afectarà el valor de la resistència R4 i, per tant, el LED vermell brilla com es mostra a continuació.

Ara la caiguda de tensió a la resistència R4 és menor i, per tant, la tensió base del transistor Q1 i Q2 és gairebé 0V, tal com es mostra més amunt. Això els mantindrà apagats i, per tant, el LED verd no brillarà. Però com que el transistor Q2 està apagat, tota la tensió d’alimentació es divideix entre la resistència R1 i la base de Q3. Això fa que el voltatge base de Q3 sigui 3V, el que és suficient per engegar-lo. Podeu ajustar una mica més la tensió de base utilitzant també el potenciòmetre. Si el transistor Q3 està engegat, el LED vermell també brillarà com es mostra a dalt.

Verificació del circuit mitjançant una taula de proves:

Com s'ha dit anteriorment, fabricarem un PCB per a aquest Projecte de detecció de mentides. Tot i que la simulació funciona tal com s’esperava, sempre es recomana als principiants provar el circuit mitjançant una placa abans de fabricar un PCB. D'aquesta manera, podeu assegurar-vos que el circuit funciona com s'esperava i que els components també estan disponibles i funcionen. El meu circuit de prova a la taula de proves tenia un aspecte semblant a sota

Quan estigueu satisfet amb la vostra Breadboard, creeu-ne el moment per continuar amb el PCB.

Disseny de circuits i PCB amb EasyEDA:

Per dissenyar aquest circuit del detector de mentides, hem escollit l’eina EDA en línia anomenada EasyEDA. Abans he utilitzat EasyEDA moltes vegades i m’ha semblat molt còmode d’utilitzar, ja que té una bona col·lecció d’empremtes i el seu codi obert. Consulteu aquí tots els nostres projectes PCB. Després de dissenyar el PCB, podem demanar les mostres de PCB pels seus serveis de fabricació de PCB de baix cost. També ofereixen un servei d’aprovisionament de components on tenen un gran estoc de components electrònics i els usuaris poden demanar els components necessaris juntament amb la comanda de PCB.

Mentre dissenyeu els vostres circuits i PCBs, també podeu fer públics els vostres dissenys de circuits i PCBs perquè altres usuaris puguin copiar-los o editar-los i aprofitar-los, també hem fet públics tots els dissenys de circuits i PCB d’aquest circuit de detecció de mentides. consulteu l'enllaç següent:

easyeda.com/circuitdigest/Lie_Detector_Circuit-7252ce09194f41c3a00fc32a97a0f73c

(…)

Podeu veure qualsevol capa (superior, inferior, topsilk, seda inferior, etc.) del PCB seleccionant la capa de la finestra "Capes".

També podeu veure el PCB, com quedarà després de la fabricació, mitjançant el botó Vista de foto d’EasyEDA:

Càlcul i ordenació de mostres en línia:

Després de completar el disseny d’aquest PCB Detector de Mentides, podeu demanar el PCB a través de JLCPCB.com. Per demanar el PCB a JLCPCB, necessiteu Gerber File. Per descarregar fitxers Gerber del vostre PCB, feu clic al botó Sortida de fabricació de la pàgina de l'editor EasyEDA i, a continuació, descarregueu-lo des de la pàgina de comandes EasyEDA.

Ara aneu a JLCPCB.com i feu clic a Cita ara o al botó i , a continuació, podeu seleccionar el nombre de PCB que voleu demanar, quantes capes de coure necessiteu, el gruix del PCB, el pes del coure i fins i tot el color del PCB, com la instantània. mostrat a continuació:

Després d'haver seleccionat totes les opcions, feu clic a "Desa a la cistella" i se us dirigirà a la pàgina on podeu penjar el fitxer Gerber que hem descarregat d'EasyEDA. Pengeu el fitxer Gerber i feu clic a "Desa a la cistella". I, finalment, feu clic a Comanda de forma segura per completar la vostra comanda i, aleshores, obtindreu els vostres PCB pocs dies després. Estan fabricant el PCB a un preu molt baix, que és de 2 dòlars. El seu temps de construcció també és molt inferior, és a dir, 48 hores amb un lliurament DHL de 3-5 dies, bàsicament obtindreu els vostres PCB en una setmana després de la comanda.

Després d’uns dies de demanar PCB, vaig obtenir les mostres de PCB en un bon embalatge, tal com es mostra a les imatges següents.

I després d'aconseguir aquestes peces, he soldat tots els components necessaris a la PCB i hi he connectat una bateria de 9v.

Circuit de detecció de mentides en acció:

Un cop muntada la taula, és hora de divertir-se. Només l’enceneu amb una bateria de 9V i hauríeu de veure que el LED verd augmenta. Si curteu els dos cables grocs, el LED verd s’ha d’encendre i el vermell s’ha d’encendre. Si és així, vol dir que tot funciona com s’esperava. Ara assegureu-vos que hi hagi una mica d'humitat a la mà i col·loqueu el dit sobre els cables; això hauria de fer que el LED verd s'encengui i que el vermell s'apagui. Si no, ajusteu el potenciòmetre fins que el LED es posi en vermell.

El funcionament complet del projecte es pot trobar al vídeo que es mostra a continuació. Ara, ja que el circuit està calibrat i està a punt per fer alguna broma. Com que hem utilitzat un PCB, el projecte és molt portàtil i, per tant, el podeu portar als vostres amics i divertir-vos amb això. Espero que tingueu en compte que el projecte funcioni i n’hagueu après alguna cosa. No dubteu a utilitzar la secció de comentaris següent si teniu algun problema per fer funcionar aquesta cosa.