سياج الضوء التلقائي: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

تستخدم دائرة سياج ضوئي للكشف عن وجود أي إنسان أو شيء في منطقة معينة. نطاق الكشف عن دائرة سياج الضوء حوالي 1.5 إلى 3 أمتار. من السهل جدًا تصميم الدائرة باستخدام LDR و Op-amp. يمكن أن تعمل هذه الدائرة المحمولة بسلاسة مع بطارية 9 فولت متوفرة بشكل شائع وصوت الإنذار الناتج من الجرس مرتفع بدرجة كافية لاكتشاف وجود إنسان أو مركبة أو شيء.

اللوازم

1. تكساس إنسترومنتس LM741 Op-Amp
2. 555 مؤقت
3. BC557 - الترانزستور PNP
4. LDR
5. مقياس فرق الجهد
6. صفارة
7. قاد

المقاوم (210 ، 1 ك ، 5.7 ك ، 100 ك ، 1 م)

الخطوة 1: ما هو المقاوم المعتمد على الضوء (LDR) أو المقاوم الضوئي؟

مقاوم يعتمد على الضوء (المعروف أيضًا باسم المقاوم الضوئي أو LDR) هو جهاز تعتبر مقاومته إحدى وظائف الإشعاع الكهرومغناطيسي الساقط. وبالتالي ، فهي أجهزة حساسة للضوء. يطلق عليهم أيضًا اسم الموصلات الضوئية أو الخلايا الضوئية أو الخلايا الضوئية ببساطة.

وهي مصنوعة من مواد شبه موصلة ذات مقاومة عالية. هناك العديد من الرموز المختلفة المستخدمة للإشارة إلى المقاوم الضوئي أو LDR ، ويظهر أحد الرموز الأكثر استخدامًا في الشكل أدناه. يشير السهم إلى سقوط ضوء عليه.

الخطوة 2: 555 Timer IC

555 timer IC هو أحد أكثر الدوائر المتكاملة استخدامًا في الإلكترونيات ، خاصةً لأغراض التشغيل. سواء كان مشروعًا بسيطًا يشتمل على وحدة تحكم صغيرة واحدة 8 بت وبعض الأجهزة الطرفية أو مشروعًا معقدًا يشتمل على نظام على الرقائق (SoCs) ، فإن عمل مؤقت 555 متضمن. اعتمادًا على الشركة المصنعة ، تشتمل حزمة المؤقت 555 القياسية على 25 ترانزستورًا و 2 صمامات ثنائية و 15 مقاوماً على شريحة سيليكون مثبتة في حزمة صغيرة ثنائية الخط ذات 8 أسنان (DIP-8). تتكون المتغيرات من الجمع بين عدة رقائق على لوحة واحدة. ومع ذلك ، لا يزال 555 هو الأكثر شعبية.

بالنسبة لمؤقت 555 الذي يعمل كقلب أو هزاز متعدد ، فإنه يحتوي على مجموعة معينة من التكوينات.

1. الدبوس 1. الأرضي: يجب توصيل هذا الدبوس بالأرض.
2. الدبوس 2. المشغل: يتم سحب دبوس الزناد من الإدخال السلبي للمقارنة الثانية. يتم توصيل ناتج المقارنة السفلي بدبوس SET في flip-flop. نبضة سالبة (<Vcc / 3) على هذا الدبوس تضبط Flip flop والإخراج يرتفع.
3. الدبوس 3. الإخراج: هذا الدبوس أيضًا ليس له وظيفة خاصة. هذا هو دبوس الإخراج حيث يتم توصيل الحمولة. يمكن استخدامه كمصدر أو بالوعة وقيادة تيار يصل إلى 200 مللي أمبير.
4. دبوس 4. إعادة التعيين: هناك فليب فليب في رقاقة الموقت. يتصل دبوس إعادة الضبط مباشرة بـ MR (إعادة الضبط الرئيسية) للقلب المتأرجح. هذا هو دبوس منخفض نشط ومتصل عادة بـ VCC لمنع إعادة التعيين العرضي.
5. الدبوس 5. دبوس التحكم: يتم توصيل دبوس التحكم من طرف الإدخال السالب للمقارن. يمكن التحكم في عرض النبض الناتج عن طريق تطبيق جهد على هذا الدبوس ، بغض النظر عن شبكة RC. عادةً ما يتم سحب هذا الدبوس لأسفل باستخدام مكثف (0.01 فائق التوهج) ، لتجنب تداخل الضوضاء غير المرغوب فيه مع العمل.
6. دبوس 6. THRESHOLD: يحدد جهد دبوس العتبة متى يتم إعادة ضبط flip-flop في المؤقت. يتم سحب دبوس العتبة من الإدخال الإيجابي للمقارن العلوي. إذا كان دبوس التحكم مفتوحًا ، فإن الجهد الذي يساوي أو يزيد عن VCC * (2/3) سيعيد ضبط flip-flop. لذلك الناتج ينخفض.
7. الدبوس 7. التفريغ: يتم سحب هذا الدبوس من المجمع المفتوح للترانزستور. منذ أن تم توصيل الترانزستور (الذي تم أخذ دبوس التفريغ عليه ، Q1) بقاعدته Qbar. عندما ينخفض الناتج أو تتم إعادة ضبط flip-flop ، يتم سحب دبوس التفريغ إلى الأرض وتفريغ المكثف.
8. دبوس 8. الطاقة أو VCC: يتم توصيله بالجهد الموجب (+ 3.6 فولت إلى + 15 فولت).

الخطوة 3: مخطط الدائرة

يظهر أعلاه مخطط الدائرة الكاملة لإضاءة السياج التلقائي مع التنبيه. يتم وضع LDR في مواجهة المدخل ويستخدم مقياس جهد لضبط حساسية الجهاز. يمكنك أيضًا إضافة مفتاح بين الطرف السالب للبطارية ودبوس LDR المؤرض للتحكم في نظام الأمان هذا يدويًا.

الخطوة 4: العمل

هنا ، يتم استخدام op-amp IC كمقارن للجهد ويتم وضع المؤقت 555 IC في وضع مستقر. يقوم كل من LDR ومقياس الجهد بإنشاء دائرة مقسم للجهد. سيتغير خرج دائرة الفاصل هذه وفقًا لشدة الضوء الساقط على LDR. يتم توصيل الحاجز بالدبوس المقلوب الخاص بـ Op-amp IC. يتم توصيل الدبوس غير العكسي بالإمداد من خلال المقاوم 5.7Kohm ، لذلك يتم إصلاح قيمة الجهد عند عدم الانعكاس. يمكنك استبدال هذا المقاوم بمقياس جهد 10 كيلو لضبط الجهد حسب المتطلبات.

يمكننا ضبط حساسية الجهاز باستخدام مقياس الجهد VR1 المتصل في سلسلة مع LDR. عندما يكون الجهد عند الإدخال غير المقلوب أكبر من أو يساوي الجهد المرجعي ، فإن الخرج (عند الطرف 6) لمخرج op-amp IC (PIN 6) يرتفع. تعرف على المزيد حول عمل op-amp باتباع الدوائر المختلفة القائمة على op-amp. وفقًا لمخطط الدائرة ، عندما يكتشف LDR أي نشاط ، ينتقل خرج Op-amp IC إلى LOW ، ويبدأ ترانزستور PNP T1 في التوصيل. ومن ثم ، يبدأ مؤشر LED في التوهج ويتم تشغيل 555 جهاز توقيت IC. هنا ، يكون المؤقت 555 IC في وضع Astable ويتم توفير تأخير زمني محدد مسبقًا بواسطة R3 و R5 و C1. لذلك عندما يدخل شخص أو كائن إلى المنطقة المحظورة ، سيتم استشعار ظلاله بواسطة LDR وتطلق الدائرة الإنذار.