Hàng rào ánh sáng tự động: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Mạch hàng rào ánh sáng được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của bất kỳ người hoặc vật thể nào trong một khu vực cụ thể. Phạm vi phát hiện của Light Fence Circuit là khoảng 1,5 đến 3 mét. Việc thiết kế mạch bằng LDR và Op-amp khá đơn giản. Mạch di động này có thể hoạt động trơn tru với pin 9V thông dụng và âm thanh cảnh báo phát ra từ còi đủ lớn để phát hiện sự hiện diện của người, xe cộ hoặc đồ vật.

Quân nhu

1. Texas Instruments LM741 Op-Amp
2. 555 Hẹn giờ
3. BC557 - Bóng bán dẫn PNP
4. LDR
5. Chiết áp
6. Buzzer
7. DẪN ĐẾN

Điện trở (210, 1K, 5.7K, 100k, 1M)

Bước 1: Điện trở phụ thuộc ánh sáng (LDR) hay Điện trở quang là gì?

Điện trở phụ thuộc ALight (còn được gọi là điện trở quang hoặc LDR) là một thiết bị có điện trở suất là một hàm của bức xạ điện từ tới. Do đó, chúng là những thiết bị nhạy sáng. Chúng còn được gọi là chất dẫn quang, tế bào quang dẫn hoặc đơn giản là tế bào quang điện.

Chúng được tạo thành từ vật liệu bán dẫn có điện trở cao. Có nhiều ký hiệu khác nhau được sử dụng để chỉ ra một điện trở quang hoặc LDR, một trong những ký hiệu được sử dụng phổ biến nhất được thể hiện trong hình bên dưới. Mũi tên chỉ ra ánh sáng rơi vào nó.

Bước 2: IC hẹn giờ 555

IC hẹn giờ 555 là một trong những IC được sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực điện tử, đặc biệt là cho mục đích kích hoạt. Có thể là một dự án đơn giản liên quan đến bộ điều khiển vi mô 8 bit duy nhất và một số thiết bị ngoại vi hoặc một dự án phức tạp liên quan đến hệ thống trên chip (SoC), hoạt động hẹn giờ 555 đều có liên quan. Tùy thuộc vào nhà sản xuất, gói bộ đếm thời gian tiêu chuẩn 555 bao gồm 25 bóng bán dẫn, 2 điốt và 15 điện trở trên chip silicon được lắp đặt trong gói dòng kép trong dòng mini 8 chân (DIP-8). Các biến thể bao gồm việc kết hợp nhiều chip trên một bảng. Tuy nhiên, 555 vẫn là phổ biến nhất.

Đối với bộ đếm thời gian 555 hoạt động như một flip flop hoặc như một bộ rung đa năng, nó có một bộ cấu hình cụ thể.

1. Chân 1. Nối đất: Chân này phải được nối với đất.
2. Chân 2. TRIGGER: Chân kích hoạt được kéo từ đầu vào âm của bộ so sánh hai. Đầu ra của bộ so sánh thấp hơn được kết nối với chân SET của bàn lật. Một xung âm (<Vcc / 3) trên Chân này đặt Flip flop và đầu ra ở mức Cao.
3. Chân 3. OUTPUT: Chân này cũng không có chức năng gì đặc biệt. Đây là chân đầu ra nơi kết nối Tải. Nó có thể được sử dụng như một nguồn hoặc bộ chìm và truyền dòng điện lên đến 200mA.
4. Chân 4. Reset: Có một nút lật trong chip hẹn giờ. Chân đặt lại được kết nối trực tiếp với MR (Thiết lập lại chính) của bàn lật. Đây là chân Thấp đang hoạt động và thường được kết nối với VCC để ngăn việc Thiết lập lại ngẫu nhiên.
5. Chân 5. Chân điều khiển: Chân điều khiển được kết nối từ chân đầu vào âm của bộ so sánh một. Độ rộng xung đầu ra có thể được kiểm soát bằng cách đặt điện áp tại Chân này, bất kể mạng RC. Thông thường chân này được kéo xuống bằng tụ điện (0,01uF), để tránh nhiễu nhiễu không mong muốn khi làm việc.
6. Chân 6. THRESHOLD: Điện áp chân ngưỡng xác định thời điểm đặt lại flip-flop trong bộ định thời. Chân ngưỡng được rút ra từ đầu vào tích cực của bộ so sánh trên. Nếu chân điều khiển mở, thì điện áp bằng hoặc lớn hơn VCC * (2/3) sẽ thiết lập lại flip-flop. Vì vậy, sản lượng đi xuống thấp.
7. Chân 7. KHAI THÁC: Chân này được rút ra từ cực thu mở của bóng bán dẫn. Kể từ khi bóng bán dẫn (mà chân xả được sử dụng, Q1) đã kết nối đế của nó với Qbar. Bất cứ khi nào đầu ra ở mức thấp hoặc flip-flop được đặt lại, chốt phóng điện sẽ được kéo xuống đất và tụ điện phóng điện.
8. Chân 8. Nguồn hoặc VCC: Nó được kết nối với điện áp dương (+ 3.6v đến + 15v).

Bước 3: Sơ đồ mạch

Sơ đồ mạch hoàn chỉnh cho Chiếu sáng hàng rào tự động có báo động được hiển thị ở trên. LDR được đặt đối diện với lối vào và một chiết áp được sử dụng để điều chỉnh độ nhạy của thiết bị. Bạn cũng có thể thêm công tắc giữa chân âm của pin và chân nối đất của LDR để điều khiển hệ thống bảo mật này theo cách thủ công.

Bước 4: Làm việc

Ở đây, IC op-amp được sử dụng như một bộ so sánh điện áp và IC hẹn giờ 555 được đặt ở chế độ ổn định. LDR và chiết áp đang tạo ra một mạch phân áp. Đầu ra của mạch chia này sẽ thay đổi theo cường độ ánh sáng rơi vào LDR. Bộ chia được kết nối với chân đảo ngược của IC Op-amp. Chân không đảo được kết nối với nguồn cung cấp thông qua một điện trở 5,7Kohm, vì vậy giá trị điện áp tại chân không đảo là cố định. Bạn có thể thay thế điện trở này bằng một chiết áp 10K để điều chỉnh điện áp theo yêu cầu.

Chúng ta có thể điều chỉnh độ nhạy của thiết bị bằng cách sử dụng chiết áp VR1 mắc nối tiếp với LDR. Khi điện áp ở đầu vào không đảo lớn hơn hoặc bằng điện áp tham chiếu, đầu ra (ở chân 6) của đầu ra IC op-amp (PIN 6) sẽ ở mức CAO. Tìm hiểu thêm về hoạt động của op-amp bằng cách làm theo các mạch dựa trên op-amp khác nhau. Theo sơ đồ mạch, khi LDR phát hiện bất kỳ hoạt động nào, đầu ra của IC Op-amp ở mức THẤP, và bóng bán dẫn PNP T1 bắt đầu dẫn điện. Do đó, đèn LED bắt đầu phát sáng và IC hẹn giờ 555 được kích hoạt. Ở đây, IC hẹn giờ 555 ở chế độ Astable và thời gian trễ đặt trước được cung cấp bởi R3, R5 và C1. Vì vậy, bất cứ khi nào một người hoặc vật thể nào đó đi vào khu vực bị cấm, bóng của người đó sẽ được LDR cảm nhận và mạch kích hoạt báo động.