トランジスタを使用した簡単な嘘発見器回路

エレクトロニクスは常に楽しく遊んでいます。各コンポーネントがどのように機能するか、そしてそれらを回路で使用する方法の非常に基本を学べば、アイデアを設計、シミュレーション、PCBに組み込むのはかなり簡単です。このプロジェクトでは、簡単な楽しい回路を構築し、それを分析してから、PCBを作成して学習曲線を改善しましょう。この嘘発見器回路の背後にある概念つまり、人がうそをつくと、不安のレベルが上がり、汗をかき、肌に水分が発生すると想定します。次に、この回路を使用して、彼の肌に湿気があるかどうかを検出し、その結果に基づいて、LEDを点灯します。緑色は真実を表し、赤色は嘘を表します。もちろん、これは嘘発見器として主張することはできませんが、これを使用して友達と遊んだり、楽しんだりすることができます。それ以上に、あなたは物事を学ぶことができます。それでは始めましょう…

必要な材料：

1. ブレッドボード
2. BC547トランジスタ（3Nos）
3. LED（2個）
4. コンデンサ（100nF）
5. 抵抗器（1M、10K、470、47K）
6. ポテンショメータ（50Kまたは100K）
7. 接続線

回路図と説明：

すぐに回路図に飛び込まないようにしましょう。この嘘発見器回路が実際にどのようになるかを考えてみてください。したがって、2本の指の間で測定された抵抗（水分に関連）に基づいてオンまたはオフにする必要がある2つのLEDがあります。どうすれば実際にこれを使うことができますか？

LEDを切り替えているので、明らかにトランジスタが必要であり、2本の指の間で測定された抵抗の値は湿気に対してあまり変化しないため、トランジスタを使用して作成できる何らかのアンプが必要です。十分な手がかり！自分で何かを試してから、以下の回路図を調べてください。

これが私たちが使用しようとしている回路です。コネクタP3は供給電圧用です（2は+ 9V、1はグランド）。パッドP1とP2は、指を置く必要がある場所です。それがどのように機能するかを知るためにこれを分析しましょう。

よく見ると、トランジスタQ3とQ1がLED D2のステータスを決定し、トランジスタQ2がLEDD1のステータスを決定していることがわかります。抵抗R5とR6は分圧器を形成し、R6の両端にパッドP1とP2があるため、R6の値が変化します。したがって、指を置くたびにR6の値が変化します。この変動は、トランジスタＱ３のベース電圧に影響を与える。トランジスタQ3とQ1はダーリントンペアとして接続されているため、ベース電圧Q3のわずかな変動がQ1に影響します。したがって、指の抵抗に基づいて、トランジスタQ1とQ3は、LEDD2をオンにするかオフにするかを決定します。

LED D2は、トランジスタQ1がオンの場合にのみオンになりますが、このトランジスタがオンになると、Q2トランジスタのベースへの電圧が低くなるため、LEDD1はオフのままになります。トランジスタQ2のベース電圧はポテンショメータ（50K）で制御できます。したがって、このポテンショメータを使用して回路の感度を設定できます。

嘘発見器回路の動作概念：

上記の回路は、ISIS Proteusでシミュレートされ、期待どおりに機能するかどうかを確認しました。実際に回路を構築する前に、シミュレーションで回路をテストすることを常にお勧めします。シミュレーションでは、抵抗R6は指の抵抗であると想定されています。指を置かない場合、抵抗の値は無限大になります。したがって、値が99999Kであると述べたばかりの条件をシミュレートします。

Q1とQ2のベース電圧が約3.2電圧であるため、指が置かれていないときに緑色のLEDが点灯し、トランジスタが緑色のLEDを点灯させています。同時に、トランジスタQ2がオンになると、トランジスタQ3の両端のベース電圧が約1.4Vに低下し、トランジスタQ3がオフのままになり、赤色LEDがオフになります。

ここで、抵抗R4の両端に指を置いたため、R6の値が50オームに低下したと仮定します。これは抵抗R4の値に影響を与えるため、以下に示すように赤いLEDが点灯します。

これで、抵抗R4の両端の電圧降下が小さくなり、トランジスタQ1とQ2のベース電圧は上記のようにほぼ0Vになります。これにより、それらはオフのままになり、緑色のLEDは点灯しなくなります。しかし、トランジスタQ2がオフであるため、電源電圧全体が抵抗R1とQ3のベースの間で分割されます。これにより、Q3のベース電圧は3Vになり、オンにするのに十分です。ポテンショメータを使用して、ベース電圧をもう少し微調整することもできます。トランジスタQ3がオンになると、上記のように赤色LEDも点灯します。

ブレッドボードを使用した回路の検証：

先に述べたように、この嘘発見器プロジェクト用のPCBを製造します。シミュレーションは期待どおりに機能しますが、初心者は実際にPCBを製造する前に、ブレッドボードを使用して回路をテストすることを常にお勧めします。このようにして、回路が期待どおりに機能し、コンポーネントも利用可能で機能していることを確認できます。ブレッドボード上の私のテスト回路は以下のようになりました

ブレッドボードの構築に満足したら、PCBを続行します。

EasyEDAを使用した回路およびPCB設計：

この嘘発見器回路を設計するために 、EasyEDAと呼ばれるオンラインEDAツールを選択しました。私は以前にEasyEDAを何度も使用しましたが、フットプリントのコレクションとオープンソースが優れているため、非常に便利であることがわかりました。ここで私たちのすべてのPCBプロジェクトをチェックしてください。 PCBを設計した後、低コストのPCB製造サービスでPCBサンプルを注文できます。また、電子部品の在庫が豊富で、ユーザーがPCBの注文と一緒に必要な部品を注文できる、部品調達サービスも提供しています。

回路とPCBを設計する際に、回路とPCBの設計を公開して、他のユーザーがそれらをコピーまたは編集してそこから利益を得ることができるようにすることもできます。また、このLie検出器回路の回路とPCBのレイアウト全体を公開しました 。以下のリンクを確認してください。

easyeda.com/circuitdigest/Lie_Detector_Circuit-7252ce09194f41c3a00fc32a97a0f73c

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「レイヤー」ウィンドウからレイヤーを選択することにより、PCBの任意のレイヤー（トップ、ボトム、トップシルク、ボトムシルクなど）を表示でき ます。

EasyEDAの[写真の表示]ボタンを使用して、PCB、製造後の外観を表示することもでき ます。

オンラインでのサンプルの計算と注文：

この嘘発見器PCBの設計が完了したら、JLCPCB.comからPCBを注文できます。JLCPCBからPCBを注文するには、ガーバーファイルが必要です。PCBのガーバーファイルをダウンロードするには、EasyEDAエディターページの[製造出力]ボタンをクリックしてから、EasyEDAPCB注文ページからダウンロードします。

JLCPCB.comにアクセスし、[今すぐ見積もり]または ボタン をクリックすると、注文するPCBの数、必要な銅層の数、PCBの厚さ、銅の重量、さらにはスナップショットなどのPCBの色を選択できます。下に示された：

すべてのオプションを選択したら、[カートに保存]をクリックすると、EasyEDAからダウンロードしたガーバーファイルをアップロードできるページが表示されます。ガーバーファイルをアップロードし、「カートに保存」をクリックします。そして最後に[安全にチェックアウト]をクリックして注文を完了します。数日後にPCBを入手できます。彼らは2ドルという非常に低いレートでPCBを製造しています。ビルド時間も非常に短く、DHLで3〜5日で48時間です。基本的に、注文から1週間以内にPCBを入手できます。

PCBを注文して数日後、下の写真に示すように、PCBサンプルを素敵なパッケージに入れました。

そして、これらの部品を入手した後、必要なすべてのコンポーネントをPCBにはんだ付けし、9Vバッテリーを取り付けました。

動作中の嘘発見器回路：

ボードを組み立てたら、楽しい時間を過ごしましょう。 9V電池で電源を入れるだけで、緑色のLEDが点灯するはずです。 2本の黄色のワイヤーを短絡すると、緑色のLEDが点灯し、赤色のLEDが点灯します。もしそうなら、それはすべてが期待どおりに機能していることを意味します。手に水分が少しあることを確認し、ワイヤーに指を置きます。これにより、緑色のLEDがオンになり、赤色のLEDがオフになります。そうでない場合は、LEDが赤になるまでポテンショメータを調整します。

プロジェクトの完全な動作は、以下のビデオで見つけることができます。これで、回路が調整され、いたずらの準備が整いました。PCBを使用しているので、プロジェクトは非常に移植性が高く、友人に持って行って、これを使って楽しい時間を過ごすことができます。プロジェクトが機能し、これから何かを学んだことを願っています。これを機能させるのに問題がある場合は、以下のコメントセクションを自由に使用してください。