Automatyczne ogrodzenie świetlne: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Obwód lekkiego ogrodzenia służy do wykrywania obecności człowieka lub obiektu w określonym obszarze. Zasięg wykrywania obwodu Light Fence wynosi około 1,5 do 3 metrów. Zaprojektowanie obwodu za pomocą LDR i wzmacniacza operacyjnego jest dość proste. Ten przenośny obwód może bezproblemowo pracować z powszechnie dostępną baterią 9V, a dźwięk alarmu generowany przez brzęczyk jest wystarczająco głośny, aby wykryć obecność człowieka, pojazdu lub obiektu.

Kieszonkowe dzieci

1. Texas Instruments LM741 Wzmacniacz operacyjny
2. 555 Zegar
3. BC557 - Tranzystor PNP
4. LDR
5. Potencjometr
6. Brzęczyk
7. PROWADZONY

Rezystor (210, 1K, 5,7K, 100k, 1M)

Krok 1: Co to jest rezystor zależny od światła (LDR) lub fotorezystor?

ALight Dependent Resistor (znany również jako fotorezystor lub LDR) to urządzenie, którego rezystywność jest funkcją padającego promieniowania elektromagnetycznego. Dlatego są to urządzenia światłoczułe. Nazywa się je również fotoprzewodnikami, komórkami fotoprzewodzącymi lub po prostu fotokomórkami.

Zbudowane są z materiałów półprzewodnikowych o wysokiej odporności. Istnieje wiele różnych symboli używanych do oznaczenia fotorezystora lub LDR, jeden z najczęściej używanych symboli pokazano na poniższym rysunku. Strzałka wskazuje padające na nią światło.

Krok 2: Układ scalony czasomierza 555

Układ scalony timera 555 jest jednym z najczęściej używanych układów scalonych w elektronice, szczególnie do celów wyzwalania. Niezależnie od tego, czy jest to prosty projekt obejmujący pojedynczy 8-bitowy mikrokontroler i niektóre urządzenia peryferyjne, czy też złożony projekt obejmujący układy scalone (SoC), w grę wchodzi działanie timera 555. W zależności od producenta, standardowy pakiet timera 555 zawiera 25 tranzystorów, 2 diody i 15 rezystorów na chipie krzemowym zainstalowanym w 8-pinowej obudowie mini dual-in-line (DIP-8). Warianty polegają na łączeniu wielu żetonów na jednej planszy. Jednak 555 jest nadal najpopularniejszym.

Dla timera 555 pracującego jako flip flop lub jako multiwibrator, ma określony zestaw konfiguracji.

1. Pin 1. Uziemienie: Ten pin powinien być podłączony do uziemienia.
2. Pin 2. TRIGGER: Pin spustowy jest przeciągany z ujemnego wejścia komparatora drugiego. Dolne wyjście komparatora jest połączone z pinem SET przerzutnika. Impuls ujemny (<Vcc/3) na tym styku ustawia przerzutnik i wyjście przechodzi w stan wysoki.
3. Pin 3. WYJŚCIE: Ten pin również nie ma żadnej specjalnej funkcji. To jest pin wyjściowy, do którego podłączone jest obciążenie. Może być używany jako źródło lub zlew i napędzać prąd do 200mA.
4. Pin 4. Reset: W chipie timera znajduje się flip-flop. Pin resetujący jest bezpośrednio podłączony do MR (Master Reset) przerzutnika. Jest to aktywny pin niski i normalnie podłączony do VCC, aby zapobiec przypadkowemu resetowaniu.
5. Styk 5. Styk kontrolny: Styk kontrolny jest podłączony z ujemnego styku wejściowego komparatora. Szerokość impulsu wyjściowego może być kontrolowana przez przyłożenie napięcia do tego pinu, niezależnie od sieci RC. Zwykle ten pin jest ściągany kondensatorem (0,01uF), aby uniknąć niepożądanych zakłóceń podczas pracy.
6. Pin 6. THRESHOLD: Napięcie na pinach progowych określa, kiedy należy zresetować przerzutnik w zegarze. Sworzeń progowy jest pobierany z dodatniego wejścia górnego komparatora. Jeśli pin kontrolny jest otwarty, napięcie równe lub większe niż VCC*(2/3) zresetuje przerzutnik. Więc wydajność spada.
7. Pin 7. DISCHARGE: Ten pin jest pobierany z otwartego kolektora tranzystora. Ponieważ tranzystor (na którym został pobrany pin rozładowania, Q1) ma swoją bazę podłączoną do Qbar. Za każdym razem, gdy wyjście jest niskie lub przerzutnik zostaje zresetowany, pin rozładowania jest przyciągany do masy i kondensator rozładowuje się.
8. Pin 8. Zasilanie lub VCC: Jest podłączony do napięcia dodatniego (+3,6V do +15V).

Krok 3: Schemat obwodu

Pełny schemat obwodu automatycznego oświetlenia ogrodzenia z alarmem pokazano powyżej. LDR jest skierowany w stronę wejścia, a potencjometr służy do regulacji czułości urządzenia. Możesz także dodać przełącznik między ujemnym stykiem baterii a uziemionym stykiem LDR, aby ręcznie kontrolować ten system bezpieczeństwa.

Krok 4: Praca

Tutaj układ scalony wzmacniacza operacyjnego jest używany jako komparator napięcia, a układ scalony timera 555 jest ustawiony w trybie astabilnym. LDR i potencjometr tworzą układ dzielnika napięcia. Wyjście tego obwodu dzielnika będzie się zmieniać w zależności od natężenia światła padającego na LDR. Dzielnik jest podłączony do odwracającego pinu op-amp IC. Pin nieodwracający jest połączony z zasilaniem przez rezystor 5,7Kohm, więc wartość napięcia na nieodwracającym jest stała. Możesz zastąpić ten rezystor potencjometrem 10K, aby dostosować napięcie zgodnie z wymaganiami.

Czułość urządzenia możemy regulować za pomocą potencjometru VR1 połączonego szeregowo z LDR. Gdy napięcie na wejściu nieodwracającym jest większe lub równe napięciu odniesienia, wyjście (na styku 6) wyjścia IC wzmacniacza operacyjnego (styk 6) przechodzi w stan wysoki. Dowiedz się więcej o działaniu wzmacniacza operacyjnego, śledząc różne obwody oparte na wzmacniaczu operacyjnym. Zgodnie ze schematem obwodu, gdy LDR wykryje jakąkolwiek aktywność, wyjście układu scalonego wzmacniacza operacyjnego przechodzi w stan niski, a tranzystor PNP T1 zaczyna przewodzić. W związku z tym dioda LED zaczyna świecić, a układ scalony 555 timerów zostaje wyzwolony. Tutaj układ scalony timera 555 jest w trybie astabilnym, a zaprogramowane opóźnienie jest zapewniane przez R3, R5 i C1. Tak więc za każdym razem, gdy jakaś osoba lub obiekt wejdzie do obszaru zabronionego, jego cienie zostaną wykryte przez LDR, a obwód uruchomi alarm.