Automatischer Lichtzaun - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Ein Lichtzaun-Schaltkreis wird verwendet, um die Anwesenheit von Menschen oder Objekten in einem bestimmten Bereich zu erkennen. Der Erfassungsbereich von Light Fence Circuit beträgt etwa 1,5 bis 3 Meter. Es ist ziemlich einfach, die Schaltung mit LDR und Op-Amp zu entwerfen. Diese tragbare Schaltung kann problemlos mit einer handelsüblichen 9-V-Batterie betrieben werden und der vom Summer erzeugte Alarmton ist laut genug, um die Anwesenheit eines Menschen, eines Fahrzeugs oder eines Objekts zu erkennen.

Lieferungen

1. Texas Instruments LM741 Operationsverstärker
2. 555 Timer
3. BC557 - PNP-Transistor
4. LDR
5. Potentiometer
6. Summer
7. LED

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

Schritt 1: Was ist ein lichtabhängiger Widerstand (LDR) oder ein Fotowiderstand?

Ein lichtabhängiger Widerstand (auch als Photowiderstand oder LDR bekannt) ist ein Gerät, dessen spezifischer Widerstand eine Funktion der einfallenden elektromagnetischen Strahlung ist. Daher sind sie lichtempfindliche Geräte. Sie werden auch als Fotoleiter, fotoleitende Zellen oder einfach Fotozellen bezeichnet.

Sie bestehen aus Halbleitermaterialien, die einen hohen Widerstand aufweisen. Es gibt viele verschiedene Symbole, die verwendet werden, um einen Fotowiderstand oder LDR anzuzeigen, eines der am häufigsten verwendeten Symbole ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Der Pfeil zeigt an, dass Licht darauf fällt.

Schritt 2: 555 Timer-IC

555 Timer IC ist einer der am häufigsten verwendeten ICs in der Elektronik, insbesondere für Triggerzwecke. Sei es ein einfaches Projekt mit einem einzelnen 8-Bit-Mikrocontroller und einigen Peripheriegeräten oder ein komplexes Projekt mit System-on-Chips (SoCs), 555-Timer-Arbeit ist beteiligt. Das standardmäßige 555-Timer-Paket umfasst je nach Hersteller 25 Transistoren, 2 Dioden und 15 Widerstände auf einem Siliziumchip, der in einem 8-Pin-Mini-Dual-In-Line-Gehäuse (DIP-8) eingebaut ist. Varianten bestehen aus der Kombination mehrerer Chips auf einem Board. 555 ist jedoch immer noch das beliebteste.

Für einen 555-Timer, der als Flip-Flop oder als Multivibrator arbeitet, hat er einen bestimmten Satz von Konfigurationen.

1. Pin 1. Masse: Dieser Pin sollte mit Masse verbunden werden.
2. Pin 2. TRIGGER: Der Trigger-Pin wird vom negativen Eingang des Komparators 2 gezogen. Der untere Komparatorausgang ist mit dem SET-Pin des Flip-Flops verbunden. Ein negativer Impuls (< Vcc/3) an diesem Pin setzt das Flip-Flop und der Ausgang geht auf High.
3. Pin 3. OUTPUT: Auch dieser Pin hat keine besondere Funktion. Dies ist der Ausgangspin, an dem die Last angeschlossen ist. Es kann als Quelle oder Senke verwendet werden und einen Strom von bis zu 200 mA treiben.
4. Pin 4. Reset: Im Timer-Chip befindet sich ein Flip-Flop. Der Reset-Pin ist direkt mit MR (Master Reset) des Flip-Flops verbunden. Dies ist ein aktiver Low-Pin und normalerweise mit VCC verbunden, um ein versehentliches Zurücksetzen zu verhindern.
5. Pin 5. Steuerpin: Der Steuerpin ist mit dem negativen Eingangspin von Komparator eins verbunden. Die Ausgangsimpulsbreite kann unabhängig vom RC-Netzwerk durch Anlegen einer Spannung an diesem Pin gesteuert werden. Normalerweise wird dieser Pin mit einem Kondensator (0,01uF) heruntergezogen, um unerwünschte Rauschstörungen beim Arbeiten zu vermeiden.
6. Pin 6. THRESHOLD: Die Threshold-Pin-Spannung bestimmt, wann das Flip-Flop im Timer zurückgesetzt werden soll. Der Threshold-Pin wird vom positiven Eingang des oberen Komparators gezogen. Wenn der Steuerpin offen ist, dann setzt eine Spannung gleich oder größer als VCC*(2/3) das Flip-Flop zurück. Die Ausgabe wird also niedrig.
7. Pin 7. ENTLADEN: Dieser Pin wird vom offenen Kollektor des Transistors gezogen. Da der Transistor (an dem der Entladestift genommen wurde, Q1) wurde seine Basis mit Qbar verbunden. Immer wenn der Ausgang niedrig wird oder das Flip-Flop zurückgesetzt wird, wird der Entladestift auf Masse gezogen und der Kondensator entladen.
8. Pin 8. Power oder VCC: Es ist mit positiver Spannung (+3,6 V bis +15 V) verbunden.

Schritt 3: Schaltplan

Der komplette Schaltplan für die automatische Zaunbeleuchtung mit Alarm ist oben dargestellt. LDR wird zum Eingang hin platziert und ein Potentiometer wird verwendet, um die Empfindlichkeit des Geräts einzustellen. Sie können auch einen Schalter zwischen dem negativen Pin der Batterie und dem geerdeten Pin des LDR hinzufügen, um dieses Sicherheitssystem manuell zu steuern.

Schritt 4: Arbeiten

Hier wird der Operationsverstärker-IC als Spannungskomparator verwendet und der 555-Timer-IC wird in einen astabilen Modus versetzt. Der LDR und das Potentiometer bilden eine Spannungsteilerschaltung. Der Ausgang dieser Teilerschaltung ändert sich entsprechend der Lichtintensität, die auf den LDR fällt. Der Teiler ist mit dem invertierenden Pin des Operationsverstärker-ICs verbunden. Der nicht invertierende Pin ist über einen 5,7 kOhm Widerstand mit der Versorgung verbunden, so dass der Spannungswert am nicht invertierenden Pin fest ist. Sie können diesen Widerstand durch ein 10K-Potentiometer ersetzen, um die Spannung gemäß den Anforderungen anzupassen.

Wir können die Empfindlichkeit des Geräts einstellen, indem wir das Potentiometer VR1 verwenden, das in Reihe mit dem LDR geschaltet ist. Wenn die Spannung am nicht invertierenden Eingang größer oder gleich der Referenzspannung ist, geht der Ausgang (an Pin 6) des Operationsverstärker-IC-Ausgangs (PIN 6) auf HIGH. Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise von Operationsverstärkern, indem Sie den verschiedenen Schaltungen auf Operationsverstärkerbasis folgen. Laut Schaltplan geht der Ausgang des Operationsverstärker-ICs auf LOW, wenn LDR eine Aktivität erkennt, und der PNP-Transistor T1 beginnt zu leiten. Daher beginnt die LED zu leuchten und der 555-Timer-IC wird ausgelöst. Hier befindet sich der 555-Timer-IC im Astabil-Modus und eine voreingestellte Zeitverzögerung wird von R3, R5 und C1 bereitgestellt. Jedes Mal, wenn eine Person oder ein Objekt den verbotenen Bereich betritt, werden seine Schatten vom LDR erfasst und die Schaltung löst den Alarm aus.