Automatický svetelný plot: 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Okruh svetelného plotu sa používa na detekciu prítomnosti akéhokoľvek človeka alebo predmetu v konkrétnej oblasti. Detekčný dosah obvodu svetelného plotu je asi 1,5 až 3 metre. Je veľmi jednoduché navrhnúť obvod pomocou LDR a operačného zosilňovača. Tento prenosný obvod môže fungovať hladko s bežne dostupnou 9V batériou a zvuk alarmu generovaný bzučiakom je dostatočne hlasný, aby zistil prítomnosť človeka, vozidla alebo predmetu.

Zásoby

1. Operačný zosilňovač Texas Instruments LM741
2. Časovač 555
3. BC557 - tranzistor PNP
4. LDR
5. Potenciometer
6. Bzučiak
7. LED

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

Krok 1: Čo je to svetlo závislý odpor (LDR) alebo fotorezistor?

ALight Dependent Resistor (známy tiež ako fotorezistor alebo LDR) je zariadenie, ktorého odpor je funkciou dopadajúceho elektromagnetického žiarenia. Preto sú to zariadenia citlivé na svetlo. Nazývajú sa tiež fotovodiče, fotovodivé články alebo jednoducho fotobunky.

Sú vyrobené z polovodičových materiálov, ktoré majú vysokú odolnosť. Na označenie fotoodporu alebo LDR sa používa mnoho rôznych symbolov, jeden z najčastejšie používaných symbolov je znázornený na obrázku nižšie. Šípka označuje svetlo, ktoré naň dopadá.

Krok 2: IC časovača 555

Časovač IC 555 je jedným z najpoužívanejších integrovaných obvodov v elektronike, najmä na účely spustenia. Či už je to jednoduchý projekt zahŕňajúci jeden 8-bitový mikrořadič a niektoré periférie, alebo zložitý projekt zahŕňajúci systém na čipe (SoCs), pracuje 555 časovačov. V závislosti od výrobcu obsahuje štandardný balík časovačov 555 25 tranzistorov, 2 diódy a 15 rezistorov na silikónovom čipe inštalovanom v 8-kolíkovom mini dvojradovom balení (DIP-8). Varianty pozostávajú zo spojenia viacerých čipov na jednej doske. 555 je však stále najobľúbenejší.

Pre časovač 555 pracujúci ako klopný obvod alebo ako multivibrátor má konkrétnu sadu konfigurácií.

1. Kolík 1. Uzemnenie: Tento kolík by mal byť pripojený k zemi.
2. Pin 2. TRIGGER: Spúšťací kolík je potiahnutý zo záporného vstupu komparátora dva. Výstup spodného komparátora je pripojený k kolíku SET klopného obvodu. Negatívny impulz (<Vcc/3) na tomto kolíku nastaví preklopný obvod a výstup bude vysoký.
3. Pin 3. VÝSTUP: Tento pin tiež nemá žiadnu špeciálnu funkciu. Toto je výstupný kolík, ku ktorému je pripojené zaťaženie. Môže byť použitý ako zdroj alebo drez a poháňať prúdom až 200mA.
4. Pin 4. Reset: V čipe časovača je klopný obvod. Resetovací kolík je priamo spojený s MR (Master Reset) klopného obvodu. Toto je aktívny nízky kolík a bežne je pripojený k VCC, aby sa zabránilo náhodnému resetu.
5. Kolík 5. Ovládací kolík: Ovládací kolík je pripojený k zápornému vstupnému kolíku komparátora. Šírku výstupného impulzu je možné ovládať priložením napätia na tento pin, bez ohľadu na sieť RC. Normálne je tento kolík stiahnutý kondenzátorom (0,01 uF), aby sa zabránilo nechcenému rušeniu hluku pri práci.
6. Kolík 6. THRESHOLD: Prahové napätie kolíka určuje, kedy sa má resetovať klopný obvod v časovači. Prahový kolík sa čerpá z kladného vstupu horného komparátora. Ak je ovládací kolík otvorený, potom napätie rovnaké alebo vyššie ako VCC*(2/3) resetuje klopný obvod. Takže výstup klesá.
7. Kolík 7. VYBITIE: Tento kolík je vyvedený z otvoreného kolektora tranzistora. Pretože tranzistor (na ktorom bol zachytený vybíjací kolík, Q1) dostal svoju základňu spojenú s Qbar. Kedykoľvek sa výstup zníži alebo sa klopný obvod resetuje, výbojový kolík sa pritiahne k zemi a vybije sa kondenzátor.
8. Kolík 8. Napájanie alebo VCC: Je pripojený k kladnému napätiu (+3,6v až +15v).

Krok 3: Schéma zapojenia

Kompletná schéma zapojenia automatického oplotenia s alarmom je uvedená vyššie. LDR je umiestnená smerom k vchodu a na nastavenie citlivosti zariadenia slúži potenciometer. Môžete tiež pridať prepínač medzi záporným kolíkom batérie a uzemneným vývodom LDR, aby ste mohli tento bezpečnostný systém ovládať ručne.

Krok 4: Práca

Tu sa integrovaný obvod operačného zosilňovača používa ako komparátor napätia a integrovaný obvod 555 časovača sa uvedie do astabilného režimu. LDR a potenciometer vytvárajú obvod deliča napätia. Výstup tohto rozdeľovacieho obvodu sa bude meniť podľa intenzity svetla dopadajúceho na LDR. Oddeľovač je pripojený k invertujúcemu kolíku IC zosilňovača. Neinvertujúci kolík je spojený s napájaním cez odpor 5,7 Kohm, takže hodnota napätia na neinvertujúcom je pevná. Tento odpor môžete nahradiť potenciometrom 10 K, aby ste nastavili napätie podľa požiadavky.

Citlivosť zariadenia môžeme nastaviť pomocou potenciometra VR1 zapojeného do série s LDR. Keď je napätie na neinvertujúcom vstupe väčšie alebo rovné referenčnému napätiu, výstup (na kolíku 6) IC výstupu operačného zosilňovača (PIN 6) sa zmení na VYSOKÝ. Získajte viac informácií o fungovaní operačného zosilňovača podľa rôznych obvodov založených na operačnom zosilňovači. Podľa schémy zapojenia, keď LDR detekuje akúkoľvek aktivitu, výstup IC operačného zosilňovača klesne na NÍZKU a začne viesť tranzistor T1 PNP. Preto LED dióda začne svietiť a spustí sa integrovaný obvod 555 časovačov. Tu je IC časovača 555 v astabilnom režime a prednastavené časové oneskorenie zabezpečujú R3, R5 a C1. Takže kedykoľvek nejaká osoba alebo predmet vstúpi do zakázanej oblasti, jeho tiene budú LDR vnímať a obvod spustí alarm.