555 + relay 觸摸開關

有些事情就是會欲罷不能...
我經常會迷上一件事就廢寢忘食
因為那種研究出來的美好感覺就像毒品一樣，會讓人忘記一切的不愉快~~
雖然研究出來的結果大部分都讓人嗤之以鼻
但這就是一種求知的樂趣
這種樂趣不在結果，而是內心的充實感和求知慾的本能所驅使

看到國三的孩子已經分成兩個極端
一邊呈現完全放棄的擺爛
另一邊則是努力地準備會考
看到這種情況其實心裡很痛，痛的是這些孩子完全無法體會知識的力量
痛的是這些孩子仍無法體會求知的樂趣
或許這就是這個年紀的孩子的本性(揮霍青春)
我很想讓他們能體會我的感覺，但資質駑鈍的我卻無法傳達...
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以下言歸正傳

這幾天迷上555
原來觸摸開關也是這樣弄出來的
之前用電晶體做的觸摸開關無法持續通路(摸住才通路)
555就可以碰一下持續保持通路
主要是用第2腳和第6腳來控制
第2腳正極接大電阻(百萬歐姆以上)，另一端的金屬碰觸接地
就可以讓電壓降到1/3Vcc以下(電壓被電阻吃掉了)
第三腳高電位，對外部電晶體的B極輸入，繼電器連在C極就可以開通

第6腳則反過來，負極接大電阻，另一端金屬碰觸接地時
就可以保持第6腳電壓在2/3Vcc以上
第3腳就變成低電位，無法對外部電晶體輸出，繼電器就斷路

繼電器可以連接任何電器用品
這就是我們常見的觸碰開關了

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!?