LED型插座檢查器

插頭檢查器的原理很簡單

用氖燈來接LNG，就可以判斷插座的LN是否反接或是有沒有G

可以參考這篇

但如果要變成用LED

難度就會瞬間翻上天

之前曾經嘗試做過，但效果不好

這次捲土重來，改變了一些想法

至少又嘗試了四種電路，過程大概沒人想知道

最後定案如下

                                        

LED1主要是檢查火線

LED2、3主要是檢查LN是否反接，以及G是否正常

原本的設計是三個LED共用電源

G和負極要共點，但很重要很重要的一點是

G一定要用一條1M的電阻和負極隔開

不然漏電斷路器會跳閘

比較器我用LM358

這個比較器有獨立的兩組

所以LED2和LED3可以用一個LM358就可以搞定

pin2和pin6的反向可以共用一個電位

pin3接L，pin5接N

再用一個1M的VR來調整正向的電位

這樣就可以知道LN是否反接

總之接L的那個LED才有足夠的電壓讓LED亮(LM358輸出高電位)

原本認為如果LN反接，LED1應該不亮

但結果還是亮？

檢查LN的電流有小小的50-55微安

就是這50微安，讓LED1的電晶體的B極即使接N也會導通

這個電流是哪來的？

從電路圖來看應該是兩組比較器的正相輸入端都接了一個1M的VR來調整電位

兩組同時量測的結果變成LN有一個2.2M左右的負載

這個負載電流會在LED1的電晶體接N時還是有一個電流會灌入B極

這個電流是不會消失的

原本想分流去G，但效果不好

只能再重新思考了

最後決定將兩組電源分離(就是上面最後定案的電路圖)

LED1的電晶體單純用L的電場來感應，N和G都不接

這樣也能確保原本的插座根本沒有G的問題

所以變成用達靈頓電路來設計

測試結果如下

1.LNG皆正常

2.LN正常，沒有G

3.LN反接，G正常

4.LN反接，沒有G

用LED燈就比氖燈明顯多了~~

有誰在意呢？

後記

其實這個電路還是有bug

但累了，先擱著吧

鍺二極體的奇怪現象

或許是我少見多怪
在實驗的過程中用鍺二極體(1N60)作了一個比較電路
(其實原本是想試試自動充電斷電的電路)
結果發現鍺二極體對導體的感應非常強
連手接近都會感應到
甚至拍桌面都可以

我是將鍺二極體接在OPA的非反向輸入端
而且是和負極反接
應該是二極體發生崩潰電壓
才讓非反向輸入端產生高電位
有試試基納二極體的效果
也有類似反應
但沒有鍺二極體敏感
電路圖如下

但還是搞不懂怎麼回事
等高手來幫忙看看了!!

低電壓警示燈

很多裝電池的電器都會有低電壓指示燈
這其實是滿貼心的一種設計
雖然之前也有作過類似的電量(電壓)指示燈、集成

但還是想設計看看
利用OPA來當作電位的參考裝置
電路圖如下

將電池的電位拉到非反向輸入端的正極
反向輸入端就設定在Vcc一半的電位
非反向的電位差是和Vcc作比較的
因此Vcc的電壓必須很穩定才行
目前我用USB當電源，穩定度是夠的
如果要設計成整合的電路(使用單一電源)
可以用基納二極體來穩壓就可以了
反正OPA吃的電流極小

若警告(電池)電壓小於參考電壓
則非反向輸入的電位會比參考電壓高
(設定輸出為正是高於警告電壓，輸出為負則低於警告電壓)
若警告(電池)電壓高於參考電壓
則非反向輸入的電位會比參考電壓低

影片如下

這是操作的結果
數學的邏輯目前豬腦袋還無法思考
但這就是作中學的意義了
有時利用學理來設計
有時又直接利用嘗試錯誤的方法來設計
後續有了經驗，學理就更容易理解
這種學習的模式很難意會
除非你有過類似的經驗
這也是我們一直希望老師可以先真正動手(或探究)的原因啊~~

自動調光護目鏡

學校買了一台電焊機(真是太棒了!!!)
廠商附贈一個可以自動調光的護目鏡
類似像這樣

這東東一看就知道原理
馬上自己就來作個原型

其實護目鏡是液晶螢幕
有兩層，這樣才夠黑
當偵測到強光時
液晶螢幕通電就會整個變黑來阻止電焊產生的強光
電路圖如下

液晶螢幕用很久以前逢甲送的鑰匙圈來作(有兩個疊在一起)

出來的效果很不錯喔~~

煙霧及火焰兩用型偵測器

詳細的原理與電路圖請看這篇
偵測火焰的方法很多
之前有利用555作過一個模型
但離實用還有一段距離
用OPA(運算放大器)就真的可以實現了
(其實555應該也是可以的)
原本想用電路板焊接
但搞了一整個晚上就是不知道哪裡出錯
所有成功的實驗背後真的是鴨子划水沒人知啊~~

最後還是選擇用麵包板慢慢插
整個包在塗黑的紙杯內
再用熱熔膠固定

效果不錯
火焰幾乎在一公尺外就可以偵測到
煙霧也是一支香的量就能偵測

掛在吊燈下方，感覺很滑稽~~

自製煙霧偵測器

我的實驗室雜物非常多
其實我也很擔心安全的問題
所以每次離開前都會再三確認電源一定要關好
但總有疏忽的時候
因此主動安全配備(定時開關)已經先搞定
被動安全裝置就是煙霧偵測器和滅火器了
之前買過現成的煙霧偵測器
但使用壽命似乎都不長
大概三五年掛點了
這次決定自己來設計一個，不然都在亂花錢

偵測的sensor用IR接收器
將紅外光和接收器垂直擺放
內部要塗黑，避免不必要的反射

此時接收器沒有接收到足夠的紅外光
因此電阻較高
透過運算放大器將此時設定為斷路(pin1低電位)
當煙霧進入時就會讓更多的紅外光因煙霧的反射進入接收器中
接收器的電阻下降
就會啟動警報器
但煙霧一但消散，警報器也會跟著停止
因此在運算放大器的輸出端再加上mosfet
一旦通路就會持續啟動警報器
直到我將它關閉
這樣才會安全
整體電路圖如下
pin3用小一點的可變電阻來調整靈敏度(電阻的差值)

測試影片如下

接下來又要無止境的焊接了

轉速偵測器(低速)_LM358方案

電子學真是個無底洞啊~~
當你遇到的困難越多
就會需要更多的知識來解決
但現在所需要的知識已經沒有學校老師可以教你
就只能靠自己慢慢的學習了
之前作過許多偵測轉速的方案
但受限於零件的極限，都有一些限制
我又不想利用套件
就只能不斷的來回嘗試
但嘗試的過程就逼得我不斷的學習
求學的過程不就是如此嗎？

之前研究555知道裡面有好幾組運算放大器組成
其實應該先從運算放大器開始學起才是
但IC和微積分一樣
知道基本原理(電晶體與RC電路的集成)之後，幾乎大家都是運用而已
不會每次都要從頭開始
那不累死奶奶~~
因此現在回頭來看運算放大器其實也無妨

相關的原理可以參考這篇的說明

簡單的來說就是要讓反向輸入端(inverting input，input -)和非反向輸入端(non-inverting input，input +)有一個微小的電位差
輸出端(output)就會有電壓
但輸出的電位可能正，也可能負
就看input的位向如何了
以LM358為例(裡面有兩組獨立的放大器)
pin2低電位，pin3高電位，輸出為正
pin2高電位，pin3低電位，輸出為負

因此我們可以在pin3接上一個光敏電阻一端接在負極
當遮光後，電阻增加，pin3電位就會提高
輸出就會是高電位
再將這個高電位利用電晶體放大驅動繼電器
繼電器連接計數器
就可以來測轉速了

當風扇遮光時就會計數一次
但速度還是無法太快
不過效果比之前用電晶體或霍爾開關要好多了
慢慢改良，總有接近成功的一次

結論
358雖然沒有555厲害
但原理比555簡單許多
很多方案若將555改成358其實都也可以運作
但電路就容易多了