¿Cómo se hace para diseñar un circuito? [cerrado]

Diseñar un sistema no es fácil. La especificación de lo que debe hacer un producto es un proceso completo de sí mismo en cualquier proyecto. Para los proyectos de bricolaje, este no es el caso, pero, sin embargo, es importante darse cuenta de lo que está haciendo o lo que quiere hacer.

Para tomar tu ejemplo. Cámara web controlada por movimiento. Bueno, me parece que la cámara web debería encenderse cuando detecta movimiento.

Ya hay algunas cosas en esa oración: - encender la webcam - detectar movimiento

Dibuje 2 bloques entre sí: 'detector de movimiento' y 'cámara web'. Estas son partes separadas de su diseño y deben operar y construirse de manera independiente. La cosa es que hay muchos detectores de movimiento y cámaras web diferentes. Averigua qué vas a usar ... Luego también debes averiguar cómo interconectar estos bloques.

Diga que una cámara web está encendida al proporcionarle energía (sin embargo, no tiene que ser así, ¡porque la PC también debería comenzar a grabar! Tal vez usted quiera que esté controlada por una PC). Bien, encenderlo se puede hacer a través de un relé o transistor. Eso es un circuito como es. ¿Cuáles son sus entradas? Probablemente digital. 1 = encendido, 0 = apagado. Por lo general, se podría decir que 1 (encendido) es una señal de 5V, y 0 (apagado) es 0V.

Muy bien, eso definió bastante bien la entrada de su bloque de cámara web. El detector de movimiento debe ajustarse a eso. Como dije, hay muchas formas diferentes de detectar movimiento. Digamos que mantenemos las cosas simples y que solo desea detectar movimiento al ver si hay algo frente a la cámara web. Hay sensores de proximidad IR que pueden hacer eso. Un sensor necesita potencia y tiene una salida. ¿Qué tipo de salida? Una vez más, hay muchas opciones diferentes, como un voltaje (por ejemplo, 0-2V), corriente (sensores de 4-20mA ..) o digital ... que también tiene diferentes interfaces y protocolos; RS232, I2C, SPI, un cable, etc. Como personal de bricolaje, elige lo que puedes obtener y adapta. Si tiene algún tipo de sensor digital, probablemente necesite un microcontrolador para leer el sensor, interpretar el valor y enviar una señal a su cámara web (que requiere un 1, 5V o un 0, 0V). Interpretar el valor también es una pregunta: ¿qué valor de la salida del sensor detectas como "sí, hay algo frente a la cámara web"? Digamos que es de 50 cm. Busque en la hoja de datos del sensor cuando se detecte algo a < 50 cm. Para un microcontrolador esto requiere programación. Para un sensor que emite una tensión analógica, es posible que necesite un comperador con una tensión de referencia.

Lo que describe como un montón de gorras, resistencias y otras cosas es solo el diseño completo. Acabo de describir 2 bloques de funciones principales, pero puede haber muchos más. Puede tener un circuito digital hablando a 2.5V y su otra parte a 5V. Se necesitan algunas conversiones o "traducciones" entre esos voltajes. También puede tener un puerto serie que necesita conectarse a una PC moderna. Tal vez usted agregue como un chip de puente USB a UART (como FT232RL o algo así). Ese es otro bloque en sí mismo. Entrada: USB, salida: TX / RX como un puerto serie TTL.

Cada circuito necesita una fuente de alimentación, que inevitablemente viene con condensadores, y en la mayoría de los casos también otros componentes como resistencias, diodos, inductores y transistores. ¿Cómo conectar estos? Busque el nombre de los circuitos integrados alrededor del circuito y extraiga su hoja de datos. La hoja de datos indica lo que hace un componente y normalmente muestra circuitos de ejemplo.

Si quieres comenzar con la electrónica, no sigas mirando la imagen completa. Trate de captar ciertos temas de un dispositivo y descubra cómo funciona. Construye circuitos simples ... verás que si no funcionan, aprenderás más. Más tarde, puede comenzar a intentar conectar circuitos entre sí para crear dispositivos completos.

Para saber cómo funciona un circuito, hay una teoría involucrada. Las hojas de datos están llenas de figuras para las que necesitas una teoría para interpretarlas. Así es como funciona el mundo técnico.

Lamentablemente, no puedes abordarlo sin un poco de comprensión de la electrónica y las matemáticas. No es tan simple como "tener un sensor de movimiento y un interruptor o tal vez un transistor que lo conecte a una cámara web"

Usted necesita saber cuáles son los requisitos de voltaje y corriente, y estos determinarán los componentes de la fuente de alimentación. ¿Su webcam y su sensor de movimiento requieren diferentes voltajes? Cuando su sensor de movimiento se enciende, ¿qué significa esto? ¿Cuál es su salida y cómo se traduce en encender la cámara web?

Cuando la cámara web está encendida, ¿cómo le dice a la PC que tome una foto?

También debes pensar en los tiempos de respuesta. ¿El sensor de movimiento responderá a la luz cambiante debido a las nubes que pasan frente al sol? ¿O necesita tener algún tipo de retraso o temporizador incorporado?

Así que no puedes simplemente llegar a esto como un principiante y esperar obtenerlo de inmediato.

Todavía lo juro por The Art of Electronics de Horowitz and Hill como Una cartilla clave. Una vez que haya leído las 1152 páginas, tendrá una idea bastante buena de cómo diseñar circuitos básicos. Todavía me refiero a él y a mis copias de Kraus 'Electromagnetics, y Evans Engineering Mathematics en ocasiones.

Desde que dijo 'diseño', asumo que esto no es un "¿Qué puedo hacer con estos artículos de mi pila de excedentes?" proyecto. Así que el primer lugar que comenzaría es con los requisitos:

• El dispositivo debe detectar movimiento en su rango de visión.
• El dispositivo debe comenzar a transmitir imágenes cuando se detecta movimiento de imagen.
• El dispositivo debe funcionar en el rango normal de iluminación diurna interior.
• El dispositivo debe funcionar a plena luz solar.
• El dispositivo puede usar una cámara de nivel de consumidor.
• El costo total de las piezas no debe superar los $ 0.75.

... etc. Cuanto más pueda definir sus requisitos, más limitará su diseño. Limitar la libertad de decidir "¡Oh, genial! Podemos agregar esta característica y esa parte nítida ..." en cualquier punto del proceso de diseño / prototipo generalmente es algo bueno. El riesgo de restringir demasiado su diseño para que no se pueda compilar es cosa mala. Por lo tanto, este es un proceso iterativo. A medida que especifique los requisitos, generará más preguntas e ideas. Cuanto más y mejor responda a las preguntas, mejores serán sus requisitos y mejor se definirá su producto, lo que le dará una mejor imagen mental del resultado final y hará que el camino sea cada vez más claro y le brinde

Otra de las principales ventajas de los requisitos es que la especificación de requisitos se convierte en el primer borrador de la prueba de calidad / rendimiento de su producto.