حصار اتوماتیک نور: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

یک مدار نرده نور برای تشخیص وجود هر انسان یا شی در یک منطقه خاص استفاده می شود. محدوده تشخیص مدار نرده نور حدود 1.5 تا 3 متر است. طراحی مدار با استفاده از LDR و Op-amp بسیار ساده است. این مدار قابل حمل می تواند بدون مشکل با باتری معمولی 9 ولت کار کند و صدای زنگ هشدار تولید شده از زنگ به اندازه ای بلند است که می تواند حضور انسان ، وسیله نقلیه یا شیء را تشخیص دهد.

تدارکات

1. Texas Instruments LM741 Op-Amp
2. تایمر 555
3. BC557 - ترانزیستور PNP
4. LDR
5. پتانسیومتر
6. وزوز
7. رهبری

مقاومت (210 ، 1K ، 5.7K ، 100k ، 1M)

مرحله 1: مقاومت وابسته به نور (LDR) یا مقاومت در برابر نور چیست؟

مقاومت وابسته به نور (که به عنوان مقاومت نوری یا LDR نیز شناخته می شود) وسیله ای است که مقاومت آن تابعی از تابش الکترومغناطیسی است. بنابراین ، آنها دستگاههایی هستند که به نور حساس هستند. آنها همچنین به عنوان رسانای نوری ، سلول های رسانای نوری یا سلول های نوری نامیده می شوند.

آنها از مواد نیمه هادی تشکیل شده اند که مقاومت بالایی دارند. بسیاری از نمادهای مختلف برای نشان دادن مقاومت در برابر عکس یا LDR استفاده می شود ، یکی از رایج ترین نمادها در شکل زیر نشان داده شده است. پیکان نشان می دهد که نور روی آن سقوط می کند.

مرحله 2: IC 555 تایمر

IC تایمر 555 یکی از پرکاربردترین IC ها در لوازم الکترونیکی است ، به ویژه برای اهداف راه اندازی. اگر یک پروژه ساده شامل یک میکروکنترلر 8 بیتی و برخی وسایل جانبی یا یک سیستم پیچیده شامل سیستم روی تراشه (SoCs) باشد ، 555 تایمر کار می کند. بسته به سازنده ، بسته استاندارد تایمر 555 شامل 25 ترانزیستور ، 2 دیود و 15 مقاومت بر روی تراشه سیلیکون نصب شده در بسته 8 خطی مینی دو خطی (DIP-8) است. انواع مختلف شامل ترکیب چند تراشه در یک برد است. با این حال ، 555 هنوز هم محبوب ترین است.

برای یک تایمر 555 که به صورت فلیپ فلاپ یا چند ارتعاشی کار می کند ، دارای مجموعه خاصی از تنظیمات است.

1. پین 1. زمین: این پین باید به زمین متصل شود.
2. پین 2. TRIGGER: پین ماشه از ورودی منفی مقایسه کننده دو کشیده می شود. خروجی مقایسه کننده پایین به پین SET فلیپ فلاپ متصل است. یک پالس منفی (<Vcc/3) در این پین فلیپ فلاپ را تنظیم می کند و خروجی بالا می رود.
3. پین 3. خروجی: این پین نیز عملکرد خاصی ندارد. این پین خروجی محل اتصال Load است. می توان از آن به عنوان منبع یا سینک استفاده کرد و تا 200 میلی آمپر جریان را هدایت کرد.
4. پین 4. بازنشانی: یک فلیپ فلاپ در تراشه تایمر وجود دارد. پین ریست مستقیماً به MR (Master Reset) فلیپ فلاپ متصل می شود. این یک پین Low فعال است و معمولاً برای جلوگیری از بازنشانی تصادفی به VCC متصل می شود.
5. پین 5. پین کنترل: پین کنترل از پین ورودی منفی مقایسه کننده یک متصل می شود. عرض پالس خروجی را می توان با اعمال ولتاژ در این پین ، صرف نظر از شبکه RC کنترل کرد. به طور معمول این پین با یک خازن (0.01uF) به پایین کشیده می شود تا از تداخل ناخواسته سر و صدا در هنگام کار جلوگیری شود.
6. پایه 6. THRESHOLD: ولتاژ پین آستانه تعیین می کند که چه زمانی فلیپ فلاپ را در تایمر تنظیم مجدد کنید. پین آستانه از ورودی مثبت مقایسه کننده بالا گرفته می شود. اگر پین کنترل باز باشد ، ولتاژ مساوی یا بزرگتر از VCC*(2/3) فلیپ فلاپ را بازنشانی می کند. بنابراین خروجی پایین می آید.
7. پین 7. DISCHARGE: این پین از جمع کننده باز ترانزیستور گرفته می شود. از آنجا که ترانزیستور (که پین تخلیه روی آن گرفته شد ، Q1) پایه آن به Qbar متصل شد. هر زمان که خروجی کم شود یا فلیپ فلاپ ریست شود ، پین تخلیه به زمین کشیده می شود و خازن تخلیه می شود.
8. پین 8. برق یا VCC: به ولتاژ مثبت (+3.6 ولت تا +15 ولت) متصل است.

مرحله 3: نمودار مدار

نمودار کامل مدار برای روشنایی خودکار حصار با زنگ هشدار در بالا نشان داده شده است. LDR رو به ورودی قرار گرفته و از پتانسیومتر برای تنظیم حساسیت دستگاه استفاده می شود. همچنین می توانید یک سوئیچ بین پین منفی باتری و پایه اتصال LDR برای کنترل دستی این سیستم امنیتی اضافه کنید.

مرحله 4: کار کردن

در اینجا ، IC op-amp به عنوان مقایسه ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد و IC تایمر 555 در حالت استابل قرار می گیرد. LDR و پتانسیومتر در حال ایجاد یک مدار تقسیم ولتاژ هستند. خروجی این مدار تقسیم با توجه به شدت نوری که روی LDR می افتد تغییر می کند. تقسیم کننده به پین معکوس IC Op-amp متصل است. پین غیر معکوس از طریق مقاومت 5.7 کیلو اهم با منبع تغذیه متصل می شود ، بنابراین مقدار ولتاژ در حالت غیر معکوس ثابت است. می توانید این مقاومت را با یک پتانسیومتر 10K جایگزین کنید تا ولتاژ را مطابق نیاز تنظیم کنید.

ما می توانیم حساسیت دستگاه را با استفاده از پتانسیومتر VR1 متصل به سری با LDR تنظیم کنیم. وقتی ولتاژ در ورودی غیر معکوس بیشتر یا مساوی ولتاژ مرجع باشد ، خروجی (در پین 6) خروجی IC op-amp (PIN 6) بالا می رود. با دنبال کردن مدارهای مختلف مبتنی بر op-amp ، در مورد کار op-amp بیشتر بدانید. با توجه به نمودار مدار ، هنگامی که LDR هر گونه فعالیتی را تشخیص می دهد ، خروجی IC Op-amp پایین می رود و ترانزیستور PNP T1 شروع به هدایت می کند. بنابراین ، LED شروع به درخشش می کند و 555 تایمر IC فعال می شود. در اینجا ، IC 555 تایمر در حالت Astable قرار دارد و تأخیر زمانی از پیش تعیین شده توسط R3 ، R5 و C1 ارائه می شود. بنابراین هر زمان که شخص یا جسمی وارد منطقه ممنوعه می شود ، سایه های او توسط LDR حس می شود و مدار زنگ خطر را فعال می کند.