單發雷射槍與自動靶

女兒很喜歡到夜市看人家用BB槍射氣球
但叫她玩，她又覺得很難
所以，做一支給她玩好了
但我不打算用BB彈
因為...最後也是要我來撿
千萬別找自己麻煩
所以就直接用雷射槍就好了，是真的發出雷射來射靶
不是當瞄準器喔

首先雷射要先改成單發才行
用100微法拉當電源
充電一次只能射一發
電路圖如下

雷射槍就用以前留的爛BB槍來改就好
之前有用過BB槍改成射猴實驗
但這次只是要用它的外殼
所以全部都要重做，裡面全部掏空

充電按鈕放在左手前端
放電就放在板機的地方，當然板機要先切掉
雷射頭也要校正，準星才有用處
不然只是亂槍打鳥而已

槍靶當然也要重新設計
基本上就是接收到雷射光就要啟動的意思
一樣用555來做(搞懂原理就可以自己設計了，讚嘆科學啊~~)
電路圖如下

光敏電阻放在第4腳，照光後會reset
輸出端就變成低電位，啟動LED和蜂鳴器
要怎麼關掉呢？
當第2腳電壓降到1/3Vcc就會讓輸出端變高電位
所以串接上IR接收器，用遙控就可以關掉

這實在太好玩了!!
我覺得可以去夜市擺攤了

後來女兒覺得光敏電阻很不明顯
加個板子，將裝置都放在後面
只露出光敏電阻就好瞄準多了

555_IR遙控開關

很多人家裡都會有一堆廢棄的遙控器
之前有分享如何看到遙控器的密碼
其實我們555第4腳的reset
就可以利用遙控器發出的紅外線就可以遙控其他電器

電路圖如下

一開始IR接收器(接在第4腳)沒有接收到紅外線，電阻很大
因此555直接通過電壓Vcc
第2腳的電位低於1/3Vcc，因此第3腳輸出為高電位
接在輸出端的LED兩邊沒有電位差(都是高電位)，所以不亮
但若用遙控器照射接在第4腳的IR接收器
接收器電阻變小，因此第4腳開通讓原始電路復位(reset)，第3腳輸出為低電位
此時LED兩端就有電位差了
因此只要用遙控器照射IR的接收器，LED就會亮了

怎麼關掉呢？
如果讓第2腳的電壓再降到1/3Vcc以下，第3腳又會回到高電位
因此在第2腳作一個金屬板
只要用手碰觸就會讓電壓稍稍下降
LED燈就關掉了
輸入電壓要12V以上，金屬觸摸板才比較容易降壓

原來觸控板就是這樣動作的
作過就了解了!!

這種動態過程只能看影片才會清楚了

555 timer 自製電導度計

前幾天和彩梁老師帶學生作水質檢測

用了TDS(Total Dissolved Solids)來確認水質

基本上這個東西利用的原理應該是電導度

再換算成「某種物質」(一定有某一種參考物質才能換算)的PPM含量

這不難啊~~

因此我又手癢了

用555來當作偵測器

電導度越大，相對電阻就越小

閃光的頻率和聲音都會變大(快)

電路圖如下

電極就拆1號電池的碳棒來用就好

基本上可以測出很微小的差距

這種差距如果以濃度來說幾乎無法測量

50ml的水，幾十顆鹽巴的差距就可以分辨出來

看來又有一個好工具可以玩了

測試影片如下

可以明顯聽出純水和食鹽水的聲音不同

食鹽水濃度非常低，我的電子秤(精度0.1g)量不出來

最後一個實驗，慢慢加入少許的鹽巴

更可以聽出之間的差異

接下來就是拿一個TDS來作校正

就可以找出輸出電壓和TDS數值之間的數學關係了

導入換算式就成了自製的TDS

改天再來作吧

555 timer 反應速率偵測器

掙扎了好久終於還是決定下功夫研究555 timer
畢竟這東西實在強大到一個不行
從1971年發明到現在幾乎沒改太多
迄今使用的數量保守估計有數百億個(沒錯，就是數百億!!)
(http://www.makezine.com.tw/make2599131456/555-timer-intro)
接觸電晶體之後實在被這種「簡單的華麗」深深吸引
555就是利用電晶體的集成
詳細原理就不再多加說明(其實我也說不清楚...)
簡單的來說就是利用第2腳和第6腳的電位不同來開關第3腳的電路
開的時間由串聯在第2腳和第6腳(這兩腳要自己並聯)的電容來控制
兩次充電的間隔時間由一個串接在電容的可變電阻來控制
因此就成了一個計時器
可以應用的地方後續再說明

這次主要是拿來製作反應速率的偵測器
因為找不到平整表面的小夜燈
乾脆就自己作
電路圖如下

利用麵包板來組合比較快
反正我也需要一個足夠大的操作平台
輸出端用LED和蜂鳴器並行
蜂鳴器有開關，避免有些時候不方便有聲音時也可以用
表面貼上膠帶，以免不小心弄髒光敏電阻

最後測試三種濃度
以LED全亮當作停止的標準
不會像小夜燈會漸亮，較容易判斷停止時間
2M硫代硫酸鈉5秒
1M硫代硫酸鈉10秒
0.5M硫代硫酸鈉24秒
影片如下

反應速率實驗的釋疑

硫代硫酸鈉和鹽酸的反應實驗得到許多人的建議
尤其是仁愛國中的美惠老師(超級大感謝啊~~)
果然是行家出手就分春秋

以下是我和美惠老師討論的整理
硫代硫酸鈉產生硫和二氧化硫的反應從反應式來看
應該屬於自身氧化還原反應
但需要在酸性環境下才會加速
(這就是為什麼硫代硫酸鈉水溶液放久了打開會有淡淡鞭炮味的原因)

然而當反應產生二氧化硫之後
二氧化硫溶在水中就會形成亞硫酸，提供了更強的酸性環境
因此我們在作這個實驗的時候會發現硫產生的速率一開始較慢，然後瞬間turbo

整個反應需要酸性的環境才會進行
我嘗試用了檸檬酸和硫酸，都和鹽酸的效果相同
證實了鹽酸只是提供一開始反應所需的氫離子(其實從反應式就可以看出來，實驗只是為了證實)
因此應該不會是完全的零級反應

但當反應開始產生二氧化硫之後，酸性環境的來源就多了亞硫酸
酸性增強了，反應變快，酸性又更強...反應就開始如骨牌般的發生(所以後續的硫瞬間產生)
鹽酸此時的影響相對也變小了
因此有影響，但不到一級

而且根據實驗的結果
若鹽酸濃度較高，相對影響反應速率的結果也不明顯(因為啟動時間較短)
但鹽酸若是低濃度，就會明顯讓反應速率降低(一開始啟動的時間變長了)

這樣的推論和實驗結果都是相吻合的
應該合理吧!?

反應速率實驗再改良

之前用小夜燈的明滅來判斷反應終止的時間
基本上已經比肉眼判斷十字遮住要好多了
但LED漸亮的問題還是要解決比較好
拆開來看，構造很簡單
就是利用一個光敏電阻串接電晶體的B極
因此進入光敏電阻的亮度就會對E極輸出的電壓產生線性的結果
LED就會有逐漸變亮的效果
但我並不要這個效果

所以把原本E極輸出端接上一個低電流驅動的繼電器(這個好貴...)
繼電器的輸出端就可以單純的開或關
再把原本讓LED延遲亮的電容也拆掉
這樣就容易判斷了
接頭的地方彈性一點，可以用蜂鳴器(這很好，耳朵聽，眼睛看碼表)或LED皆可

重作一次實驗
結果如下

硫代硫酸鈉反應級數為0.8979

硫代硫酸鈉反應級數為1.1899

鹽酸的反應級數為0.1761