মডেল রেলরোড স্বয়ংক্রিয় টানেল লাইট: 5 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:57

এটি আমার প্রিয় সার্কিট বোর্ড। আমার মডেল রেলপথের লেআউটে (এখনও চলছে) বেশ কয়েকটি টানেল আছে এবং সম্ভবত প্রোটোটাইপিক্যাল না হলেও, আমি টানেল লাইট রাখতে চেয়েছিলাম যা ট্রেনটি টানেলের কাছে আসার সাথে সাথে চালু হয়েছিল। আমার প্রথম প্ররোচনা ছিল যন্ত্রাংশ এবং এলইডি সহ একটি ইলেকট্রনিক কিট কেনা, যা আমি করেছি। এটি একটি Arduino কিট পরিণত হয়েছে কিন্তু একটি Arduino কি ছিল আমার কোন ধারণা ছিল না। আমি খুঁজে বের করেছিলাম। এবং এটি কিছু ইলেকট্রনিক্স শেখার একটি অ্যাডভেঞ্চারের দিকে পরিচালিত করে। অন্তত টানেল লাইট করার জন্য যথেষ্ট! এবং একটি Arduino ছাড়া।

এটি অন্তত আমার টানেল লাইট সার্কিট বোর্ডের তৃতীয় সংস্করণ। ইলেকট্রনিক সার্কিটস ফর দ্য ইভিল জিনিয়াস 2E বইয়ের একটি প্রকল্পে আমি যে মৌলিক নকশাটি আবিষ্কার করেছি। এটি একটি দুর্দান্ত শিক্ষণীয় বই! আমি ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট চিপ ব্যবহার করেও আবিষ্কার করেছি, বিশেষ করে CD4011 চতুর্ভুজ ইনপুট NAND গেট।

ধাপ 1: সার্কিট স্কিম্যাটিক

টানেল লাইট সার্কিটে তিনটি সিগন্যাল ইনপুট আছে। দুটি হল এলডিআর ইনপুট (হালকা নির্ভরশীল প্রতিরোধক) এবং একটি হল একটি alচ্ছিক বাধা আবিষ্কারক সার্কিট বোর্ড। এই ডিভাইসগুলির ইনপুট সংকেতগুলি CD4023 (ট্রিপল ইনপুট NAND গেটস) এর NAND গেট ইনপুট দ্বারা যৌক্তিকভাবে মূল্যায়ন করা হয়।

একটি সবুজ/লাল সাধারণ অ্যানোড এলইডি রয়েছে (যা ডিসপ্লে প্যানেলে ব্যবহৃত হবে যা নির্দেশ করে যে একটি ট্রেন একটি নির্দিষ্ট টানেল দখল করছে বা টানেলের কাছে আসছে)। সবুজ একটি পরিষ্কার সুড়ঙ্গ নির্দেশ করবে এবং লাল একটি দখলকৃত টানেল নির্দেশ করবে। যখন লাল নেতৃত্ব চালু হয়, টানেল লাইটও চালু থাকবে।

যখন তিনটি ইনপুট কোন সংকেত সনাক্ত করে NAND গেট আউটপুট উচ্চ হবে। একমাত্র শর্ত যখন প্রথম NAND গেট আউটপুট কম হয় একক শর্ত যখন সমস্ত ইনপুট উচ্চ হয় (ডিফল্ট অবস্থায় সব ডিটেক্টর)।

সার্কিটে একটি পি-সিএইচ মোসফেট অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যা সার্কিটকে ভুল-তারযুক্ত শক্তি এবং স্থল থেকে রক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়। লেআউট টেবিলের নীচে সার্কিট বোর্ডের ওয়্যারিং করার সময় এটি সহজেই ঘটতে পারে। বোর্ডের পূর্ববর্তী সংস্করণগুলিতে আমি সার্কিটে একটি ডায়োড ব্যবহার করে সার্কিটকে স্থল এবং বিদ্যুতের তারের স্যুইচিং থেকে রক্ষা করি, কিন্তু ডায়োডটি 5 ভোল্টের 7 ভোল্ট ব্যবহার করে। মসফেট কোন ভোল্টেজ ড্রপ করে না এবং তারের ভুল হলে সার্কিটকে রক্ষা করে।

প্রথম NAND গেটের উচ্চ আউটপুট একটি ডায়োডের মধ্য দিয়ে পরবর্তী NAND গেটে যায় এবং এটি একটি প্রতিরোধক/ক্যাপাসিটরের সময় বিলম্ব সার্কিটের সাথেও সংযুক্ত থাকে। এই সার্কিট 4 বা 5 সেকেন্ডের জন্য দ্বিতীয় NAND গেটে উচ্চ ইনপুট বজায় রাখে রোধকারী এবং ক্যাপাসিটরের মানের উপর নির্ভর করে। এই বিলম্বটি টানেল লাইট জ্বলতে বা বন্ধ করতে বাধা দেয় যখন এলডিআর পাশ দিয়ে যাওয়া গাড়ির মধ্যে আলোর সংস্পর্শে আসে এবং এটি একটি যুক্তিসঙ্গত সময় বলে মনে হয় কারণ বিলম্বটি শেষ গাড়িকে টানেল প্রবেশ করতে বা টানেল থেকে বেরিয়ে যাওয়ার সময় দেবে।

টানেলের ভিতরে বাধা শনাক্তকারী সার্কিটকে সক্রিয় রাখবে কারণ এটি গাড়ির পাসিংয়ের উপরও নজর রাখে। এই ডিটেক্টর সার্কিটগুলিকে মাত্র কয়েক ইঞ্চি দূরে স্পট গাড়িগুলিতে সামঞ্জস্য করা যায় এবং টানেলের বিপরীত দেয়াল দ্বারা ট্রিগার করা যায় না।

যদি আপনি টানেলের ভিতরে বাধা আবিষ্কারককে সংযুক্ত না করা বেছে নেন (ছোট টানেল বা কঠিন) শুধু VCC কে 3 পিন বাধা ডিটেক্টর টার্মিনালে আউটপুটে সংযুক্ত করুন এবং এটি সেই NAND গেট ইনপুটে একটি উচ্চ সংকেত বজায় রাখবে।

আরসি সার্কিট বাস্তবায়নের জন্য একটি জায়গা অনুমোদনের জন্য দুটি NAND গেট ব্যবহার করা হয়। প্রথম NAND গেট উচ্চ হলে ক্যাপাসিটরটি চালিত হয়। এই সংকেতটি দ্বিতীয় NAND গেটের ইনপুট। যখন প্রথম NAND গেটটি কম যায় (সব পরিষ্কার) ক্যাপাসিটর দ্বিতীয় NAND গেটের উচ্চ সংকেত রাখে যখন এটি ধীরে ধীরে 1 10m প্রতিরোধকের মাধ্যমে স্রাব করে। ডায়োড ক্যাপাসিটরকে NAND গেট ওয়ান এর আউটপুট দিয়ে একটি সিঙ্ক হিসাবে স্রাব হতে বাধা দেয়।

যেহেতু দ্বিতীয় NAND গেটের তিনটি ইনপুট একসাথে বাঁধা, যখন ইনপুটটি উচ্চ হবে তখন আউটপুট কম হবে এবং যখন ইনপুটটি কম হবে, তখন আউটপুট উচ্চ হবে।

যখন দ্বিতীয় NAND গেট থেকে আউটপুট উচ্চ হয়, Q1 ট্রানজিস্টর চালু হয় এবং এটি তিনটি তারের লাল/সবুজ নেতৃত্বের সবুজ নেতৃত্বে চালু হয়। Q2 চালু করা হয়েছে কিন্তু এটি কেবল Q4 বন্ধ রাখতে কাজ করে। যখন আউটপুট কম হয়, Q2 বন্ধ থাকে যার কারণে Q4 চালু হয় (এবং Q1 বন্ধ থাকে)। এটি সবুজ নেতৃত্ব বন্ধ করে, লাল নেতৃত্বকে চালু করে এবং সুড়ঙ্গের আলোকেও চালু করে।

ধাপ 2: টানেল লাইট ইমেজ

উপরের প্রথম ছবিটি দেখায় যে একটি ট্রেন ওভারহেড এলইডি চালু করে সুড়ঙ্গে প্রবেশ করছে।

দ্বিতীয় ছবিতে ট্র্যাক এবং ব্যালাস্টে একটি এলডিআর এম্বেড করা আছে। যখন ইঞ্জিন এবং গাড়িগুলি এলডিআর দিয়ে ভ্রমণ করে তখন তারা টানেল এলইডি চালু করতে যথেষ্ট ছায়া ফেলে। টানেলের প্রতিটি প্রান্তে একটি এলইডি আছে।

ধাপ 3: NAND গেট ভোল্টেজ ডিভাইডার

এলডিআর স্বতন্ত্রভাবে NAND গেটে প্রতিটি ইনপুটের জন্য একটি ভোল্টেজ ডিভাইডার সার্কিট তৈরি করে। এলডিআর এর প্রতিরোধের মান বাড়ার সাথে সাথে আলোর পরিমাণ কমে যায়।

ন্যান্ড গেট যৌক্তিকভাবে নির্ধারণ করে যে সোর্স ভোল্টেজের তুলনায় 1/2 বা তার বেশি ইনপুট ভোল্টেজগুলি একটি উচ্চ মান হিসাবে বিবেচিত হয় এবং সোর্স ভোল্টেজের 1/2 এর চেয়ে কম ইনপুট ভোল্টেজকে একটি নিম্ন সংকেত হিসাবে বিবেচনা করা হয়।

পরিকল্পিতভাবে, LDR গুলি ইনপুট ভোল্টেজের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং LDR এর পর সংকেত ভোল্টেজকে ভোল্টেজ হিসেবে গ্রহণ করা হয়। ভোল্টেজ ডিভাইডার তারপর একটি 10k প্রতিরোধক এবং একটি পরিবর্তনশীল 20k potentiometer গঠিত হয়। ইনপুট সিগন্যাল মান নিয়ন্ত্রণের জন্য পটেন্টিওমিটার ব্যবহার করা হয়। পরিবর্তিত আলোর অবস্থার সাথে LDR- এর স্বাভাবিক মান 2k - 5k ohms হতে পারে অথবা, যদি লেআউটের গাer় স্থানে এটি 10k - 15k হতে পারে। পটেন্টিওমিটার যোগ করা ডিফল্ট আলোর অবস্থা নিয়ন্ত্রণ করতে সাহায্য করে।

ডিফল্ট শর্ত (কোন ট্রেন বা কোন টানেলের কাছে আসার) LDRs (সাধারণত 2k - 5k ohms) এর জন্য কম প্রতিরোধের মান থাকে যার মানে NAND গেটগুলির ইনপুটগুলি উচ্চ বলে বিবেচিত হয়। এলডিআর এর পর ভোল্টেজ ড্রপ (এলডিআর -এ 5v ইনপুট এবং 5k এবং রোধকারী এবং পোটেন্টিওমিটারের জন্য 15k এর সম্মিলিত অনুমান) 1.25v হবে 3.75v যা NAND গেটে ইনপুট হিসাবে থাকবে। যখন এলডিআর এর প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় কারণ এটি আচ্ছাদিত বা ছায়াযুক্ত, ন্যান্ড গেটের ইনপুট কম যায়।

যখন ট্রেনটি LDR- এর উপর দিয়ে চলে যায়, তখন LDR এর প্রতিরোধ 20k বা তার বেশি (আলোর অবস্থার উপর নির্ভর করে) বৃদ্ধি পাবে এবং আউটপুট ভোল্টেজ (বা NAND গেটে ইনপুট) প্রায় 2.14v এ নেমে আসবে যা এর চেয়ে কম 1/2 উৎস ভোল্টেজ যা একটি উচ্চ সংকেত থেকে একটি নিম্ন সংকেতে ইনপুট পরিবর্তন করে।

ধাপ 4: সরবরাহ

1 - 1uf ক্যাপাসিটর

1 - 4148 সিগন্যাল ডায়োড

5 - 2p সংযোগকারী

2 - 3p সংযোগকারী

1-IRF9540N P-ch mosfet (বা SOT-23 IRLML6402)

3 - 2n3904 ট্রানজিস্টর

2 - GL5516 LDR (বা অনুরূপ)

2 - 100 ওহম প্রতিরোধক

2 - 150 ওহম প্রতিরোধক

1 - 220 ওহম প্রতিরোধক

2 - 1k প্রতিরোধক

2 - 10k প্রতিরোধক

2 - 20k পরিবর্তনশীল potentiometers

1 - 50k প্রতিরোধক

1 - 1 - 10 মি প্রতিরোধক

1 - CD4023 IC (ডুয়াল ট্রিপল ইনপুট NAND গেটস)

1 - 14 পিন সকেট

1 - বাধা এড়ানো আবিষ্কারক (এই মত)

আমার সার্কিট বোর্ডে আমি একটু SOT-23 বোর্ডে একটি IRLM6402 P-ch mosfet ব্যবহার করেছি। আমি T0-92 ফর্ম ফ্যাক্টরের তুলনায় SOT-23 p-ch mosfets সস্তা বলে পেয়েছি। পিনআউটগুলি একই হওয়ায় সার্কিট বোর্ডে কেউ কাজ করবে।

এই সব এখনও একটি কাজ চলছে এবং আমি মনে করি কিছু প্রতিরোধক মান বা কিছু উন্নতি এখনও করা যেতে পারে!

ধাপ 5: পিসিবি বোর্ড

সার্কিট বোর্ডের আমার প্রথম কার্যকরী সংস্করণগুলি একটি ব্রেডবোর্ডে করা হয়েছিল। যখন ধারণাটি কাজ করার জন্য প্রমাণিত হয়েছিল তখন আমি পুরো সার্কিটটি হাতে বিক্রি করেছিলাম, যা খুব বেশি সময় নেয় এবং সাধারণত আমি সবসময় কিছু ভুল করে থাকি। আমার বর্তমান ওয়ার্কিং সার্কিট বোর্ড, যা এখন 3 সংস্করণ এবং এতে ট্রিপল NAND গেট রয়েছে (আগের সংস্করণগুলি CD4011 ডুয়াল NAND গেট ইনপুট ব্যবহার করে), এবং ভিডিওতে দেখানো হয়েছে, একটি মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড যা Kicad দ্বারা উত্পন্ন আউটপুট ফাইল যা আমার সার্কিট মডেলিং সফটওয়্যার।

আমি এই সাইটটি PCB- এর অর্ডার করার জন্য ব্যবহার করেছি:

এখানে কানাডায় 5 টি বোর্ডের খরচ 3 ডলারের কম। শিপিং সবচেয়ে ব্যয়বহুল উপাদান হতে থাকে। আমি সাধারণত 4 বা 5 বিভিন্ন সার্কিট বোর্ড অর্ডার করব। (দ্বিতীয় এবং আরো সার্কিট বোর্ড প্রথম 5 এর দাম প্রায় দ্বিগুণ)। সাধারণ শিপিং খরচ (বিভিন্ন কারণে কানাডায় মেইল করে) প্রায় $ 20। সার্কিট বোর্ড আগে থেকে তৈরি করা তাই আমি শুধু উপাদান মধ্যে ঝালাই একটি মহান সময় সাশ্রয়ী!

এখানে Gerber ফাইলের একটি লিঙ্ক আছে যা আপনি jlcpcb বা অন্য কোন PCB প্রোটোটাইপ নির্মাতাদের আপলোড করতে পারেন।