Automatický světelný plot: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Okruh lehkého plotu se používá k detekci přítomnosti jakéhokoli člověka nebo předmětu v konkrétní oblasti. Detekční dosah obvodu světelného plotu je asi 1,5 až 3 metry. Je velmi jednoduché navrhnout obvod pomocí LDR a Op-amp. Tento přenosný obvod může fungovat hladce s běžně dostupnou 9V baterií a zvuk alarmu generovaný bzučákem je dostatečně hlasitý, aby detekoval přítomnost člověka, vozidla nebo předmětu.

Zásoby

1. Texas Instruments LM741 Op-Amp
2. Časovač 555
3. BC557 - PNP tranzistor
4. LDR
5. Potenciometr
6. Bzučák
7. VEDENÝ

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

Krok 1: Co je to světlo závislý odpor (LDR) nebo fotorezistor?

ALight Dependent Resistor (také známý jako fotorezistor nebo LDR) je zařízení, jehož odpor je funkcí dopadajícího elektromagnetického záření. Jedná se tedy o zařízení citlivá na světlo. Říká se jim také fotovodiče, fotovodivé články nebo jednoduše fotobuňky.

Jsou vyrobeny z polovodičových materiálů, které mají vysokou odolnost. K označení fotorezistoru nebo LDR se používá mnoho různých symbolů, jeden z nejčastěji používaných symbolů je uveden na obrázku níže. Šipka označuje světlo, které na ni dopadá.

Krok 2: IC časovače 555

Časovač IC 555 je jedním z nejpoužívanějších integrovaných obvodů v elektronice, zejména pro spouštěcí účely. Ať už jde o jednoduchý projekt zahrnující jeden 8bitový mikrořadič a některá periferní zařízení nebo složitý projekt zahrnující systém na čipech (SoCs), pracuje 555 časovačů. V závislosti na výrobci obsahuje standardní časový spínač 555 25 tranzistorů, 2 diody a 15 rezistorů na křemíkovém čipu instalovaném v 8pólovém mini dual-in-line pouzdře (DIP-8). Varianty spočívají v kombinaci více čipů na jedné desce. 555 je však stále nejoblíbenější.

Pro časovač 555 pracující jako klopný obvod nebo jako multivibrátor má konkrétní sadu konfigurací.

1. Kolík 1. Uzemnění: Tento kolík by měl být připojen k zemi.
2. Pin 2. TRIGGER: Spouštěcí pin je přetažen ze záporného vstupu komparátoru dva. Výstup spodního komparátoru je připojen ke kolíku SET klopného obvodu. Záporný puls (<Vcc/3) na tomto pinu nastaví Flip flop a výstup bude High.
3. Pin 3. VÝSTUP: Tento pin také nemá žádnou speciální funkci. Toto je výstupní kolík, ke kterému je připojeno zatížení. Může být použit jako zdroj nebo jímka a pohánět proud až 200mA.
4. Pin 4. Reset: V časovacím čipu je klopný obvod. Resetovací kolík je přímo připojen k MR (Master Reset) klopného obvodu. Toto je aktivní nízký pin a normálně je připojen k VCC, aby se zabránilo náhodnému resetu.
5. Kolík 5. Řídicí kolík: Ovládací kolík je připojen ze záporného vstupního pinu komparátoru. Šířku výstupního pulzu lze ovládat použitím napětí na tomto pinu, bez ohledu na RC síť. Obvykle je tento kolík stažen kondenzátorem (0,01 uF), aby se zabránilo nežádoucímu rušení práce.
6. Pin 6. THRESHOLD: Prahové napětí kolíku určuje, kdy resetovat klopný obvod v časovači. Prahový kolík je čerpán z kladného vstupu horního komparátoru. Pokud je ovládací kolík otevřený, pak napětí stejné nebo větší než VCC*(2/3) resetuje klopný obvod. Takže výstup klesá.
7. Pin 7. VYBITÍ: Tento pin je odebírán z otevřeného kolektoru tranzistoru. Vzhledem k tomu, že tranzistor (na kterém byl vybrán výbojový kolík, Q1) dostal svou základnu připojenou k Qbar. Kdykoli se výstup sníží nebo se klopný obvod resetuje, výbojový kolík se přitáhne k zemi a vybije se kondenzátor.
8. Kolík 8. Napájení nebo VCC: Je připojen k kladnému napětí (+3,6 V až +15 V).

Krok 3: Schéma zapojení

Kompletní schéma zapojení automatického osvětlení plotu s alarmem je uvedeno výše. LDR je umístěno čelem ke vchodu a k nastavení citlivosti zařízení slouží potenciometr. Můžete také přidat přepínač mezi záporným kolíkem baterie a uzemněným kolíkem LDR, abyste mohli tento zabezpečovací systém ovládat ručně.

Krok 4: Práce

Zde se operační zesilovač IC používá jako komparátor napětí a časovač IC 555 je umístěn v astabilním režimu. LDR a potenciometr vytvářejí obvod děliče napětí. Výstup tohoto dělicího obvodu se bude měnit podle intenzity světla dopadajícího na LDR. Dělič je připojen k invertujícímu pinu IC operačního zesilovače. Neinvertující pin je připojen k napájení přes odpor 5,7Kohm, takže hodnota napětí na neinvertujícím je pevná. Tento odpor můžete nahradit potenciometrem 10K a upravit napětí podle požadavku.

Citlivost zařízení můžeme upravit pomocí potenciometru VR1 zapojeného do série s LDR. Pokud je napětí na neinvertujícím vstupu větší nebo rovno referenčnímu napětí, výstup (na pinu 6) IC výstupu operačního zesilovače (PIN 6) se změní na VYSOKÝ. Další informace o fungování op-amp sledováním různých obvodů založených na op-amp. Podle schématu zapojení, když LDR detekuje jakoukoli aktivitu, výstup operačního zesilovače IC klesne na LOW a tranzistor PNP T1 začne vést. LED tedy začne svítit a spustí se integrovaný obvod 555 časovačů. Zde je časovač IC 555 v režimu Astable a přednastavené časové zpoždění je zajištěno pomocí R3, R5 a C1. Takže kdykoli nějaká osoba nebo předmět vstoupí do zakázané oblasti, jeho stíny budou detekovány LDR a obvod spustí poplach.