Tanca de llum automàtica: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Un circuit de tanca lleugera s’utilitza per detectar la presència de qualsevol ésser humà o objecte en una àrea determinada. El rang de detecció del circuit de tanca de llum és d’uns 1,5 a 3 metres. És bastant senzill dissenyar el circuit mitjançant LDR i Op-amp. Aquest circuit portàtil pot funcionar sense problemes amb una bateria de 9V disponible habitualment i el so d’alarma generat des del timbre és prou fort per detectar la presència d’un ésser humà, vehicle o objecte.

Subministraments

1. Texas Instruments LM741 Op-Amp
2. 555 Temporitzador
3. BC557 - Transistor PNP
4. LDR
5. Potenciòmetre
6. Zumbador
7. LED

Resistència (210, 1K, 5,7K, 100k, 1M)

Pas 1: Què és un fotoresistor o una resistència dependent de la llum (LDR)?

ALight Dependent Resistor (també conegut com a fotoresistor o LDR) és un dispositiu la resistivitat del qual és una funció de la radiació electromagnètica incident. Per tant, són dispositius sensibles a la llum. També s’anomenen fotoconductors, cèl·lules fotoconductores o simplement fotocèl·lules.

Estan formats per materials semiconductors que presenten una alta resistència. Hi ha molts símbols diferents que s’utilitzen per indicar un fotoresistor o LDR, un dels símbols més utilitzats es mostra a la figura següent. La fletxa indica que hi cau llum.

Pas 2: 555 IC del temporitzador

El CI de temporitzador 555 és un dels IC més utilitzats en electrònica, especialment amb finalitats activadores. Ja sigui un projecte senzill que impliqui un únic microcontrolador de 8 bits i alguns perifèrics o un complex que impliqui un sistema en xips (SoC), es tracta del funcionament del temporitzador 555. Depenent del fabricant, el paquet de temporitzador estàndard 555 inclou 25 transistors, 2 díodes i 15 resistències en un xip de silici instal·lat en un paquet mini dual en línia de 8 pins (DIP-8). Les variants consisteixen en combinar múltiples fitxes en un tauler. No obstant això, 555 segueix sent el més popular.

Per a un temporitzador 555 que funciona com a xanclet o com a multi-vibrador, té un conjunt de configuracions concretes.

1. Pin 1. Terra: aquest pin s’ha de connectar a terra.
2. Pin 2. TRIGGER: el pin del trigger s'arrossega des de l'entrada negativa del comparador dos. La sortida del comparador inferior està connectada al pin SET del xanclet. Un pols negatiu (<Vcc / 3) en aquest pin estableix el xanclet i la sortida passa a ser alta.
3. Pin 3. OUTPUT: aquest pin tampoc té cap funció especial. Aquest és el pin de sortida on està connectada la càrrega. Es pot utilitzar com a font o dissipador i conduir fins a 200 mA de corrent.
4. Pin 4. Restabliment: hi ha un xanclet al xip del temporitzador. El pin de reinici està connectat directament a MR (Master Reset) del xanclet. Es tracta d’un pin baix actiu i normalment connectat a VCC per evitar restabliments accidentals.
5. Pin 5. Pin de control: el pin de control està connectat des del pin d'entrada negatiu del comparador un. L’amplada de pols de sortida es pot controlar aplicant una tensió a aquest pin, independentment de la xarxa RC. Normalment, aquest pin es tira cap avall amb un condensador (0,01uF), per evitar interferències no desitjades de soroll amb el treball.
6. Pin 6. LLIMITAT: la tensió del llindar determina quan cal reiniciar el xanclet del temporitzador. El pin llindar s’extreu de l’entrada positiva del comparador superior. Si el pin de control està obert, un voltatge igual o superior a VCC * (2/3) restablirà el xanclet. Per tant, la producció baixa.
7. Pin 7. DESCÀRREGA: aquest pin es treu del col·lector obert del transistor. Des que el transistor (sobre el qual es va prendre el pin de descàrrega, Q1) es va connectar la seva base a Qbar. Sempre que la sortida baixa o es restableix el xanclet, el pin de descàrrega es tira a terra i es descarrega el condensador.
8. Pin 8. Potència o VCC: està connectat a una tensió positiva (de + 3,6v a + 15v).

Pas 3: diagrama del circuit

El diagrama complet del circuit per a la il·luminació de tanca automàtica amb alarma es mostra a la part superior. LDR es col·loca mirant cap a l’entrada i s’utilitza un potenciòmetre per ajustar la sensibilitat del dispositiu. També podeu afegir un commutador entre el pin negatiu de la bateria i el pin de terra de LDR per controlar aquest sistema de seguretat manualment.

Pas 4: treballar

Aquí, el CI d'amplificador operacional s'utilitza com a comparador de voltatge i el CI del temporitzador 555 es col·loca en un mode astable. El LDR i el potenciòmetre estan creant un circuit divisor de tensió. La sortida d’aquest circuit divisor canviarà en funció de la intensitat de la llum que cau sobre el LDR. El divisor està connectat al pin d'inversió del CI d'amplificador Op. El pin que no inverteix es connecta amb l’alimentació mitjançant una resistència de 5,7 Kohm, de manera que el valor de la tensió del no inversor és fix. Podeu substituir aquesta resistència per un potenciòmetre de 10K per ajustar el voltatge segons el requisit.

Podem ajustar la sensibilitat del dispositiu mitjançant el potenciòmetre VR1 connectat en sèrie amb el LDR. Quan la tensió de l'entrada no inversora és superior o igual a la tensió de referència, la sortida (al pin 6) de la sortida IC d'amplificador operacional (PIN 6) passa a ser ALTA. Obteniu més informació sobre el funcionament dels amplificadors opcionals seguint els diversos circuits basats en amplificadors operatius. Segons l’esquema del circuit, quan LDR detecta alguna activitat, la sortida de l’Op-amp IC baixa i el transistor PNP T1 comença a conduir-se. Per tant, el LED comença a brillar i s’activen els 555 temporitzadors IC. Aquí, el temporitzador 555 IC està en mode Astable i R3, R5 i C1 proporcionen un retard predeterminat. Per tant, cada vegada que alguna persona o objecte entra a la zona prohibida, el LDR detectarà les seves ombres i el circuit activarà l'alarma.