三極管運用

 三極管運用

三極管三極體電晶體名稱多種,是半導體的一種基本電子零件,

其原理和材料等資料網路一堆,請自行查找看,

大多說明的功能為功率放大,但不是真的放大,

使用上和繼電器一樣,是用微小電流來觸發大電流的通過,

就像是水龍頭打開和關閉使水流通過和停止,

三個極分別是基極Base,射極Emitter,集極Collector,

基極B作控制端來決定E-C之間是否通路斷路,圖↓

而電流由正極流向負極,因此E和C那個輸入正極,

由NPN或PNP的形態來決定電流的方向,圖↓

三極體外觀的封裝型式很多種,一般看到的是3隻腳,

可用萬用電表量測,將電表打到NPN或PNP先任一檔,

若量不到就換檔,將三極的腳插入標示EBCE的任一邊腳位上,

若電表顯示0或1則換腳再轉方向再插入,

共有8種測式方式,直到電表顯示非0或1,

該數據則為放大的最大倍率,

例S9012為PNP印字面左右為EBC,

例BD435為NPN印字面左右為ECB,

例BD436為PNP印字面左右為ECB,圖↓

在使用上要先知道控制端基極B的訊號種類,

若是低電訊號就要用PNP,反之高電訊號就要用NPN,

先使用電表測試訊號端電壓情形,

例紅外線感應器在觸發時發出低電平訊號,

則搭配PNP三極管接在B極,圖↓

經常有人問~為何不直接馬達就好?

因為低電平訊號電流約只2~5mA,

無法直接轉動馬達,

此例TT馬達耗電空轉約150mA,

啟動電流會達500mA以上,

因此需要透過三極管或繼電器模塊來啟動馬達,圖↓

知道各使用原理及原因,

使用3V~5V電源,接到紅外感應塊,

搭配PNP三極管,到馬達回到GND,

輸出訊號端到三極管要接一個電阻,

220~1K皆可,作用是限制感應器電流被無限取走,

此三極管的B基極接感應器訊號,

E極接正電源,C極接馬達,圖↓

如圖配置後通電測試感應情形,

當有物體接近時馬達就轉動,

此簡單的電路運用在很多的設備上,

如自動水龍頭,酒精洗手機,...等等

選用三極管除了注意訊號種類,

也要依出入的電流電壓需求選用,

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作些讓自己覺的快樂的事,

而不是要求別人作些讓自己快樂的事,

水位控制模塊M203+雙浮球水位開關

 水位控制模塊M203+雙浮球水位開關

水位控制的接法相當多種,此篇使用控制模塊內建繼電器,

可搭配高低水位感應器,依需求設定為入水或排水,圖↓

模塊電力需求輸入AC/DC12v1A,通電亮指示燈,

在未通電狀態下,被控端閘道為NO,

模塊通電後若上下水位接點沒接或斷路,則被控端閘道為通路,

即內建為觸發水泵作入水動作,

特別注意～模塊通電後,電表量測上下水位接點,

會發現接點會輸出電壓電力,此電壓會造成浮球磁簧異常閉合不放,

因此需要串接電阻降低電壓電流,若是接傳統3支探棒分4線可不接電阻,

測試電阻400~10K歐皆可防止訊號閉鎖錯誤,

機板內建設定為入水,上下浮球設定為NO,依機板上下水位輸入訊號,圖↓

若要作排水,則浮球設定為NC,機板上水位接下球,下水位接上球,

即和入水相反設定及接線,圖↓

以下使用材料

12v電源器*1

水位控制模塊*1

浮球式水位開關*2(高低

400～10K歐任電阻*2

12v警報器*1

12v水泵*1

接線台及線材

水桶水管

入水=上浮球調NO接模塊上水位，下浮球調NO接模塊下水位

排水=上浮球調NC接模塊下水位，下浮球調NC接模塊上水位

上水位及下水位訊號需2個都接才會正常運作

作入水時上下2水位同時NO觸發水泵入水,

第一水位訊號不動作，待2水位同時觸發水泵停止,

作排水則將浮球設定為NC,即垂直時訊號為閉合時不啟動,

當滿水使上下球為斷路時開始排水,單訊號不動作,

繼電器接腳被控端最大250VAC或30VDC最大電流10A,

因此被控馬達可與模塊電力分開不同電壓使用,影片↓

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非接觸式水位感應器~單感應+繼電器

 非接觸式水位感應器~單感應+繼電器

水位控制的接法相當多種,

此篇使用單個感應器搭配一般瞬時繼電器,

可依需求設置高水位或低水位警報,或是有水流經過管路時警報,

以下使用材料

非接觸式水位感應器1個

8腳繼電器加底座1組

警報器1個

電源器1個

接線台及線材

圖↓

這次接的所有設備都使用DC12V.

此感應器類似電感式,被感應的液體需為可導電體,

因此容器水箱不可為金屬,壁厚需4mm內,透明或不透明皆可,

接線為4線,棕正藍負接電源,黃輸出訊號接繼電器,黑線設定NO/NC,

此例用的訊號種類為NPN-NO,因此黑線不接

當有感應水時發出訊號,為滿水警報,

如需作低水警報防空燒,則將黑線與負極短路接一起為NC,

配線定義如圖↓

將感應器線路依序接上,

將電力正極接上繼電器控制端,若為PNP訊號則接電力負極,

另電源的正負2線接在繼電器的被控端,此例都是12v因此可共用電源,

再將警報器接在繼電器NO閘端,可自另運用接線台或端子等來配線路,

圖↓非接觸單繼電警報線圖,IMG_7569

檢查電路後通電,可手觸碰感應器作測試,因為人體也是可導電的導體,

準備水箱入水,並另備雙面膠或黏膠或非金屬繩綁於水箱或水管外部影片↓

如需作水泵馬達自動啟動和停機,需要高位和低位2個感應器,

並搭配不同控制器繼電器單片機PLC等等配線使用,

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雙模SPP/BLE藍芽模塊JDY33

 雙模SPP/BLE藍芽模塊JDY33

藍牙4.0後分為SPP經典藍牙及BLE低功耗藍牙2種不同的通信方式,

2種通信並無完全相容,因此程式編寫上也會不同,

雖然手機4.0後藍牙2種模式都可搜尋並連結,但因通信方式不同,

所以APP程式等需要相同協議才能正常執行運作,

更詳細資料請自上行搜尋,Bluetooth

https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%97%8D%E7%89%99

此模塊支援2種藍牙協定SPP及BLE,以下僅示範SPP傳統精典藍牙操作,

傳統藍牙模塊為SPP協定用,如HC05/HC06/JDY等,

使用方式是完全相容的,可替代使用於從式Slave,無主式功能,

．6針腳位，STATE，RXD，TXD，GND，VCC，PWRC

．輸入DC3.3~6.0V/30mA，電力錯腳或過壓會燒板

．從機雙模式，SPP_3.0+BLE_4.2

．頻率範圍2.4GHz

．無遮蔽物有效距離約30公尺

．STATE狀態輸出，待機低電連線高電

．PWRC低電喚醒

．預設配對名稱JDY33，傳統模式為SPP

．預設密碼1234

．等帶連線為慢閃燈

．配對連線後待機長亮燈

注意AT模式和使用模式接腳方式是不同的,

此部份為設定模式AT指令,或跳過AT直接到一般模式使用,

Win10+UNO及安卓測試,在AT設定模式下的腳位連接

RXD接UNO的RX-P0

TXD接UNO的TX-P1

GND接UNO的GND

Vcc接UNO的5v

圖↓藍牙AT接線

接好線路後UNO與電腦連結,此時JDY33板燈為慢閃,

開啟電腦ArduinoIDE程式,打開監控視窗,

調整鮑率為9600,此為原廠預設,

選擇NL&CR顯示方式,

於輸入欄打入以下指令,注意需為大寫,

若輸入後無回覆顯示,請檢查RX及TX接線是否勞固正確,

或上傳空程式確認設定,若出現錯誤請電腦重新開機,

圖↓藍牙33雙模AT指令

AT指令需大寫

AT+RESET 重開

AT+LADDR 通信位址

AT+VERSION 查詢版本

AT+DISC 斷開藍牙連線

AT+PIN 配對密碼,預設AT+PIN1234

AT+BAUD 鮑率,AT+BAUD4預設9600

AT+NAME 配對名稱,AT+NAME預設JDY-33-SPP

AT+NAMB 配對名稱,AT+NAME預設JDY-33-BLE

AT+DEFAULT 回復原廠設定

試著修改

改SPP連線名稱為ABC,則輸入AT+NAMEABC

查詢名稱輸入AT+NAME

改密碼為8899,則輸入AT+PIN8899

查詢密碼輸入AT+PIN

改鮑率為38400,則輸入AT+BAUD6

編號 鮑率

BAUD1 1200

BAUD2 2400

BAUD3 4800

BAUD4 9600出廠預設

BAUD5 19200

BAUD6 38400

BAUD7 57600

BAUD8 115200

注意修改鮑率後的視窗不需調整,

uno斷電重啟後,則需使用新的鮑率,

試完AT指令後,可調回原廠設定,

準備以下的一般使用,注意接線不一樣,

--------一般使用模式------------

由於藍牙會一直待機發訊號,所以上傳程式經常會有失敗的情形,

建議上傳程式時先不接藍牙,

以下程式透過手機藍牙控制UNO的內建燈P13,

開啟電腦執行介面程式,上傳程式,

#include <SoftwareSerial.h> // 引用程式庫

SoftwareSerial BT(10, 11); // 接藍芽板TX和RX

char tx; // 接收字元

void setup() {

Serial.begin(9600); //電腦鮑率

BT.begin(9600); // 藍芽鮑率

pinMode( 13 , OUTPUT); //被控燈號

}

void loop() {

if (BT.available()) {

tx = BT.read();

Serial.print(tx); //收到藍牙資料顯示在監控視窗

if ((tx) == ('X') ) //收到X亮燈,Y熄燈

digitalWrite( 13 , HIGH );

if ((tx) == ('Y') )

digitalWrite( 13 , LOW );

}

}

上傳後記得先斷電,再接上藍牙各腳位線路,

AT模式和一般模式的RX/TX腳位不同,

藍牙RXD接UNO的P10

藍牙TXD接UNO的P11

接好硬體線路後通電,此時藍牙燈號慢閃待機,圖↓

再來手機部分,先開啟藍牙功能,

搜尋JDY33SPP配對密碼1234,

APP可自行編寫或商城有很多藍芽對Arduino用的程式,

注意該程式是SPP或BLE通信協議,

以下使用Arduino bluetooth controller,圖↓145718

下載安裝執行後,會要求選擇對應的藍牙設備,

此APP有4種功能,遊戲控制,開關,調光,字串,

選用Switch開關模式後,先點選設定,

例將開關設為X和Y,回到控制模式圖↓

點擊開關,觀察UNO的內建P13燈的亮熄,

因為部分使用和HC05/HC06/JDY等都相同,

所以就不另錄影片了,以下是JDY30/31的操作影片,

影片~

另搭配繼電器就可以控制家電或燈具了,

可試著用該APP其他控制方式搭配程式修改使用,

進階控制馬達小車等,可參考另篇藍牙小車文,

https://ee543.blogspot.com/2019/04/a1903unobc6.html

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電容的運用

 電容的運用

電容器即儲存電力的容器,一般簡稱電容,

其種類相當多種,材料也很多種,簡寫符號C,單位為法拉F,

1F=1000mF=1000000uF=1000000000nF=1000000000000pF

即1*10的負3次方為基數單位,

隨便拿手邊的電容查看,多是以uF為單位,

所以1F是相當大的容量,稱為超級電容,可拿來當可充電池使用了,圖,

另程式C=Q/V,電容量C,測量電容器兩端的電位差壓V,

儲存在電容器裡的電荷量Q,這種頭殼冒煙的計算這裡就先跳過了,

以下簡單的測試電容蓄電後放電的情形,

電容器400~1500F

4v的18650電池

LED燈珠3v

電阻100~300歐

點動復位開關

NO/NC的3腳開關

圖,

當開關斷路LED燈不亮,電容的2端充電,

當按下按鈕,LED亮燈,然後慢慢的變暗最後熄滅,

再回到充電中狀態,..影片

想加大容量可多顆並聯,反之串聯則會降低容量,

電容有分正負極也有無極性的,

在選用上除了容量,要注意可耐電壓範圍,

如電蚊拍的使用上為麥拉電容不分極性,

電池升壓至2000v,再放出微低電流,

其單位多標示為3位數,

如223J,224K,563J...等,

223J=22*10的3次方=22000pF=0.022uF,J為誤差5%

224K=22*10的4次方=220000pF=0.22uF,K為誤差10%

https://ee543.blogspot.com/2017/04/blog-post_21.html

圖

另電風扇馬達啟動電容用久了會降低效能,更換較大容量可提高轉速,

但要注意過大會降低馬達電機壽命,

https://ee543.blogspot.com/2020/10/blog-post.html

圖

電容器也可穩定電波,如普遍裝在喇叭,等等運用廣泛.

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水位控制~雙浮球+繼電器14腳

 水位控制~雙浮球+繼電器14腳

先行了解浮球水位開關的運作原理.

桿內裝有磁簧開關.浮球裝有磁鐵.

當磁鐵靠近磁簧使電路閉合.

磁鐵移開磁簧就會使電路斷路.

2線的水位開關視為一進一出的開關接線,

而磁簧僅能承受0.5A以下電流.似手機的小開關.

因此需要搭配繼電器PLC單片機控制器等等使用.

由於內置磁簧位置是固定的.因此浮球超過C環是無效的.

取下C環反轉浮球可調整電路為NO或NC.以搭配排水或入水需求.

1球2線所以雙球會有4條線.

使用前先用電表量測通路及調整NO/NC.搭配做排水還是入水.

若要入水.則在低時為NC通路作啟動.

若要排水.則在低時為NO斷路作停機.

水位控制的接法相當多種,

此處使用2個浮球的水位開關搭配一個14腳的瞬時繼電器,

以下使用材料

DC12v電源器1個

DC12V14腳繼電器加底座1組

單浮球的水位開關2支

DC12V抽水馬達1個

線材數條

開關和指示燈和警報器(可不接

此例控制端繼電器線圈及被控端水泵燈號等都是12v.

因此搭配同1個12v的電源.

1個浮球有2條線.上下球各任取1線作共線COM.接繼電器10腳到電源負極.

電源正線到繼電器14腳短路11腳.

注意.作入水2球調整低位NC.

上球另一線到繼電器5腳.

下球另一線到繼電器13腳及9腳.

若要排水則2球調整低位NO.

下球另一線到繼電器5腳.

上球另一線到繼電器13腳及9腳.

入水排水上下球接線和NO/NC設定是相反的.

繼電器6和7腳再出線到警報器和水泵.如圖↓水位雙入水接線圖

入水動作順序

水箱為空>控制端送電>2水位開關低NC>繼電器567通路>水泵運作入水>如圖↓上下通

水位推升下浮球NO斷路>但繼電器5+9為NC>水泵持續運作>如圖↓先通後斷

持續入水至上浮球NO>繼電器復歸NO>水泵停止.如圖↓上下斷

當有水排出至上浮球下降至NC>但繼電器13無負電源無法驅動>如圖↓先斷後通

需持續排水到下浮球下降至NC通路>繼電器567通路>水泵再次運作入水>

如要做排水則上下球接線5和9為及NO/NC相反.如圖↓水位雙排水接線圖

影片為排水影片↓

水位桿的NO/NC應該是要說成設定0和1,因為無浮球時的狀態只有NO的,

水位控制~單浮球+繼電器

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水位控制~單浮球+繼電器

 水位控制~單浮球+繼電器

先行了解浮球水位開關的運作原理.

桿內裝有磁簧開關.浮球裝有磁鐵.

當磁鐵靠近磁簧使電路閉合.

磁鐵移開磁簧就會使電路斷路.

2線的水位開關視為一進一出的開關接線,

而磁簧僅能承受0.5A以下電流.似手機的小開關.

因此需要搭配繼電器PLC單片機控制器等等使用.

由於磁簧位置是固定的.因此浮球超過C環是無效的.

取下C環反轉浮球可調整電路為NO或NC.

以搭配排水或入水需求.

水位控制的接法相當多種,

此處使用單浮球的水位開關搭配一般瞬時繼電器,

由於單浮球的上下行程僅約7mm左右.

因此水泵啟動的時間很短.若是水位變化大.

就會打打停停.電機啟動更耗電.因此不推薦,

此篇只是說明浮球水位開關的基礎使用運作原理.

建議使用雙浮球拉大行程或其它時間繼電器控制等等方式.

在正式比賽考証照就會搭配PLC使用.

以下使用材料

DC12v電源器1個

DC12V繼電器加底座1組

單浮球的水位開關1支

DC12V抽水馬達1個

線材數條

指示燈和警報器(可不接

圖↓

此例控制端繼電器線圈及被控端水泵燈號等都是12v.

因此搭配同1個12v的電源.

電源正負2線接到電源指示燈後.正線接繼電器座.

負極接到水位開關的任一線.水位開關的另一線接繼電器座.

形成一般開關的迴路.DC繼電器有分正負.注意正負接線腳.

電源正負另接出任1線到被控端的接繼電器座腳.

繼電器NO閘腳再出線到警報器再到水泵.

另一線先串警報器.再到水泵.如圖↓

動作順序

當控制端送電>指示燈亮>低水位開關NO>等待入水>

高水位推升浮球NC>繼電器運作NC>警報器和水泵同時運作.

排水至低水位開關NO>繼電器復歸NO>警報器和水泵同時停止.

循環等待入水.此時若持續入水,馬達就會打打停停,耗電又易固障,故不建議

由於浮球行程僅約5mm左右.因此馬達打打停停.電機啟動更耗電.

因此單浮球水位開關適合觸發警報器.來作手動入水或排水.

或搭配時間繼電器或PLC單片機程式來控制幫浦.

影片↓

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