2017年5月24日 星期三

水位偵測器


一般學生會想到的水位偵測器
就是直接利用電解的裝置來充當
電路圖如下

但實際做過實驗就知道
純水要能夠導電
這電壓可也不是開玩笑的
我不會算
但根據實驗的結果
電極距離3公分,大約需要50V左右的電壓
這....
所以如果要作出一個實用的水位偵測器
直接導電是行不通的
而且還會把水電解...

這時就要設計一個三極體電路了
利用通過水的小電流來控制通過LED和蜂鳴器的大電流
電路圖如下

裝置長成這樣



實際加入水之後
只要水碰到兩個電極
LED和蜂鳴器就會發出警報
通知你水滿囉!!



而且不需要高電壓
當然也不會把水電解

2017年5月23日 星期二

正電變負電

有些事情沒有道理
就是運氣

18世紀富蘭克林發現了靜電有兩種不同的特性
因此便大膽地將玻璃棒和絲絹摩擦後,玻璃棒所帶的電荷命名為「正電荷」
把塑膠棒用毛皮摩擦後,塑膠棒所帶的電荷稱為「負電荷」
但實際上電子的發現卻是在一百年後的事
後來證實富蘭克林的假設(命名)是對的!!
怎麼那麼神~~,其實就是矇對的而已...
但歷史上猜錯的案例卻更多
乙太、燃素就被無情的推翻
但「電流」卻是將錯就錯用到現在
當然這中間也曾經有過許多的角力
但很多時候這個世界會走向何方
卻往往不是科學決定的...

言歸正傳
發現電子之後
我們更加確定了摩擦起電的原因就是電子的轉移
因此摩擦的過程中就是一場電子的拔河比賽
但有人贏,就一定有人輸
所以范氏起電器利用橡膠和鐵氟龍快速摩擦
鐵氟龍贏了!!(歡呼一下)所以帶負電
但這些負電越積越多(沒地方放了),就無法持續從橡膠抓電子
因此必須將負電丟掉(接地)
才能讓橡膠持續的將正電送到上方的金屬球表面
因此下方鐵氟龍的接地效果就會是成敗的關鍵之一
這段影片介紹的非常仔細

市售的靜電棒就是一隻小型的范氏起電器
拆開就會發現裡面有一條皮帶
馬達上就是鐵氟龍滾輪
滾輪旁有一個金屬片就是要將產生的負電接地
因此開關設計成金屬
才能在啟動開關時,同時利用人當作導體將負電導掉






皮帶上方的金屬再將「正電引導到紙管表面」
(這邊只是方便形容,其實是紙管的負電進入皮帶中和了正電)
利用靜電檢驗器就可以知道紙管此時帶正電
若將紙管外層再包上鋁箔,放電的效果就更好了



因此如果我們將負電引導到紙管
正電讓它接地
紙管就可以變成帶負電了




再用靜電檢驗器試試看


不過,接線的過程中距離拉長了
也因此消耗了一些電量
產生的負電電量明顯就沒有原本的正電多了


2017年5月21日 星期日

正負電荷檢驗器_成品版

這東西好用
所以做成套件,以後一定用得到
使用的時候最好墊高
避免接地




正負電荷檢驗器

既然電晶體可以利用微小的電流當作開關
而且電流方向還被固定住(電晶體就是雙向的二極體,PNP或NPN)
所以就可以來檢驗靜電的電性了
電路圖如下

基本上我們用PNP和NPN分別作出一個電路(當然電源是可以共用的)
其中分別拉出N極和P極
N極有自由電子(容易放電子)
P極有電洞(容易得電子)
(裡面的原理可以看這個影片,做得太棒了,聽不懂英文都看得懂)
所以當外加一個電壓時
在電晶體內部原則上電子是從N極跑向P極
但流到外部時
就變成電子流入N極,流出P極了
電路圖如下(紅色是電子流向)

做好的裝置如下



因此當我們拿一個正電棒接近時
P極就會被通路(有利於電子流出),右邊的LED就會亮
反之,正電棒(原本接近)遠離時,左邊的LED就會亮
一近一遠的過程,LED就會交互亮了

同樣的
若我們拿的是負電棒
接近變成N極被通路,左邊LED亮
遠離變成P極被通路,右邊LED亮

這樣有沒有聽懂??(老師職業病...)

2017年5月20日 星期六

電人口香糖變身焦耳神偷


這兩個東西其實就是同一個東西
只是昇壓的幅度不同而已
所以只要把電人口香糖裡4.5V換成1.5V
原本1.5V的電壓無法點亮LED燈
但透過電人口香糖裡的昇壓電路(就是電晶體加上線圈)
就可以作成焦耳神偷囉!!




不同閃頻下的風扇

拍得很爛...
但~意思到了
可觀察到風扇在特定的閃頻下可能會反轉,why??
晚上若開日光燈,打開或關掉或切換速度時
電風扇好像也有看到類似的現象
但白天就幾乎看不到,why??

從影片中可觀察到
扇葉靜止時(風扇轉速時快時慢,所以不可能看到完全靜止的情況)扇葉的數量也會不同
從這些數據和閃頻的頻率就可以推測風扇的轉速了
影片最後就是燈光不閃爍的情況
(風切聲很大,請關靜音)


2017年5月18日 星期四

利用拍頻控制閃燈


發明電晶體的人真是個天才!!
(1947年,由約翰·巴丁、沃爾特·布喇頓和威廉·肖克利所發明,維基)
簡單來說
電晶體就是利用一個小電流來控制另一個電路的開關
感覺上跟繼電器很像
沒錯!!但更靈敏
研究了好幾天,發現這東西真的改變了人類運用電器的模式
了不起!!難怪可以得諾貝爾獎,真是實至名歸

回到主題
在光學與生理學的許多實驗中都許要用到閃燈
利用特定頻率的閃燈就可以在視覺上造成定格或連續的效果
因此,能有一個可以自行調整閃燈頻率的東西就會是重要的工具
當然老話一句,花錢可以解決很多事
但我就是想自己搞~怎樣!!

手機已經可以做出頻率產生器
但100Hz以下的頻率
通常手機都無法正常的發聲(每支手機不一樣,但也差不到哪裡去)
但閃頻卻通常只需要個位數到幾十(最多到幾百赫茲)的頻率而已
要直接用手機APP來輸出就不行了
只好出動拍頻來控制了
甚麼是拍頻?先自己估狗,以後有機會再說

首先下載這個軟體就可以做出拍頻
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.finestandroid.soundgenerator&hl=zh_TW

再將拍頻訊號透過電晶體放大
電路圖如下

手機的耳機輸出訊號太弱,無法驅動電晶體
所以要先經過一個擴大機放大
再經過電晶體控制LED的電流
自製閃頻裝置就搞定了!!
這玩意只是工具,一定有後續
等著吧!!






2017年5月17日 星期三

手指版的電流急急棒


之前做過好多版本的電流急急棒
基本上就是利用導線棒和金屬軌道碰觸產生通路
最近搞了一些電晶體
忽然又出現燈泡人
那應該可以直接用手就能玩啊
於是就用兩顆電晶體搞出來了
電路圖如下,很簡單

先用麵包板作個模型試試看
還真的能玩呢!!




2017年5月6日 星期六

電子式開關的改裝_水冷扇


一直以來我對電子式的開關就不是很有好感
很多電器會壞掉
往往不是電器本身
而是開關的面板故障
這玩意兒一旦故障,除了整個面板換掉
幾乎沒有辦法維修
因此如果可以選擇普通開關,我幾乎都不用用電子式的控制面板
但...這件事可不是你能選擇的
為了強調許多所謂高科技的功能
比如說定時開關、遙控、多重選程(比如韻律風、洗衣機洗衣模式...)等
就非得加裝電子面板
看起來就高貴許多
當然錢也高貴了不少!!
也因此,市面上純類比開關的高單價電器越來越少了

去年買了一台水冷扇,花了六千多元
結果忽然有一天就這麼故障了
而且還過了保固...
天啊!!
放了一年,忽然覺得心有不甘
六千多難道就這樣飛了...
拆開一看
構造之簡單,讓人搥心肝
裡面原則上只有三樣東西
風扇、水幫浦、擺頭馬達




看到旁邊還有一個啟動電容,連接到風扇
因此這個風扇應該是交流馬達
面板看來是沒救了...



確認了一下這三樣電器的啟動電壓應該就是AC110V
小心直接上電源,果然都可以啟動!!
決定全部換上類比開關就好
不能太醜,不然老婆覺得會爆炸
利用原本的圓孔(後來發現還需要稍微擴孔),買了圓形的帶燈開關




帶燈開關的接法如下


重新設計的電路圖如下


風扇有四段
找不到合適的零件可以用
只好直接用兩組三段開關來接
花了兩個小時重新接線
終於搞定
雖然少了韻律風、定時和遙控
但這三樣似乎我也沒用過...



救了六千...
念書果然是有用的!!