รั้วไฟอัตโนมัติ 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

วงจรรั้วแสงใช้เพื่อตรวจจับการมีอยู่ของมนุษย์หรือวัตถุในพื้นที่เฉพาะ ระยะการตรวจจับของวงจรรั้วไฟประมาณ 1.5 ถึง 3 เมตร การออกแบบวงจรโดยใช้ LDR และ Op-amp ค่อนข้างง่าย วงจรแบบพกพานี้สามารถทำงานได้อย่างราบรื่นด้วยแบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์ที่มีจำหน่ายทั่วไป และเสียงเตือนที่เกิดจากออดจะดังพอที่จะตรวจจับการมีอยู่ของมนุษย์ ยานพาหนะ หรือวัตถุได้

เสบียง

1. Texas Instruments LM741 Op-Amp
2. 555 ตัวจับเวลา
3. BC557 - ทรานซิสเตอร์ PNP
4. LDR
5. โพเทนชิออมิเตอร์
6. Buzzer
7. นำ

ตัวต้านทาน (210, 1K, 5.7K, 100k, 1M)

ขั้นตอนที่ 1: ตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสง (LDR) หรือโฟโตรีซีสเตอร์คืออะไร

ALight Dependent Resistor (เรียกอีกอย่างว่า photoresistor หรือ LDR) เป็นอุปกรณ์ที่มีความต้านทานเป็นหน้าที่ของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตกกระทบ ดังนั้นจึงเป็นอุปกรณ์ที่ไวต่อแสง พวกเขาจะเรียกว่าเป็น photoconductors เซลล์ photoconductive หรือเพียงแค่ photocells

ประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความต้านทานสูง มีสัญลักษณ์ต่างๆ มากมายที่ใช้เพื่อระบุโฟโตรีซีสเตอร์หรือ LDR หนึ่งในสัญลักษณ์ที่ใช้บ่อยที่สุดจะแสดงในรูปด้านล่าง ลูกศรแสดงแสงตกบนมัน

ขั้นตอนที่ 2: 555 IC ตัวจับเวลา

555 ไอซีตัวจับเวลาเป็นหนึ่งในไอซีที่ใช้มากที่สุดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัตถุประสงค์ในการกระตุ้น ไม่ว่าจะเป็นโปรเจ็กต์ง่าย ๆ ที่เกี่ยวข้องกับไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตตัวเดียวและอุปกรณ์ต่อพ่วงบางส่วนหรือโครงการที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับระบบบนชิป (SoC) การทำงานของตัวจับเวลา 555 มีส่วนเกี่ยวข้อง แพ็คเกจตัวจับเวลา 555 มาตรฐานประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ 25 ตัว ไดโอด 2 ตัว และตัวต้านทาน 15 ตัวบนชิปซิลิกอนซึ่งติดตั้งในแพ็คเกจ 8 พินแบบ dual-in-line ขนาดเล็ก (DIP-8) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต รูปแบบต่างๆ ประกอบด้วยการรวมชิปหลายตัวในกระดานเดียว อย่างไรก็ตาม 555 ยังคงเป็นที่นิยมมากที่สุด

สำหรับตัวจับเวลา 555 ที่ทำงานเป็น flip flop หรือ multi-vibrator มีชุดการกำหนดค่าเฉพาะ

1. พิน 1 กราวด์: พินนี้ควรเชื่อมต่อกับกราวด์
2. พิน 2 ทริกเกอร์: พินทริกเกอร์ถูกลากจากอินพุตเชิงลบของตัวเปรียบเทียบสอง เอาต์พุตตัวเปรียบเทียบด้านล่างเชื่อมต่อกับพิน SET ของฟลิปฟล็อป พัลส์ลบ (< Vcc/3) บนพินนี้ตั้งค่า Flip flop และเอาต์พุตสูง
3. พิน 3 OUTPUT: พินนี้ไม่มีฟังก์ชันพิเศษเช่นกัน นี่คือพินเอาต์พุตที่เชื่อมต่อโหลด สามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดหรือซิงก์และขับกระแสไฟสูงสุด 200mA
4. พิน 4. รีเซ็ต: มีฟลิปฟล็อปในชิปตัวจับเวลา พินรีเซ็ตเชื่อมต่อโดยตรงกับ MR (การรีเซ็ตหลัก) ของฟลิปฟล็อป นี่คือพินต่ำที่ทำงานอยู่และโดยปกติเชื่อมต่อกับ VCC เพื่อป้องกันการรีเซ็ตโดยไม่ตั้งใจ
5. พิน 5. พินควบคุม: พินควบคุมเชื่อมต่อจากพินอินพุตเชิงลบของตัวเปรียบเทียบ ความกว้างพัลส์เอาต์พุตสามารถควบคุมได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่พินนี้ โดยไม่คำนึงถึงเครือข่าย RC โดยปกติพินนี้จะถูกดึงลงด้วยตัวเก็บประจุ (0.01uF) เพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนที่ไม่ต้องการในการทำงาน
6. พิน 6. THRESHOLD: แรงดันพินเกณฑ์กำหนดเมื่อจะรีเซ็ตฟลิปฟล็อปในตัวจับเวลา พินธรณีประตูถูกดึงมาจากอินพุตบวกของตัวเปรียบเทียบด้านบน หากพินควบคุมเปิดอยู่ แรงดันไฟฟ้าเท่ากับหรือมากกว่า VCC*(2/3) จะรีเซ็ตฟลิปฟล็อป ดังนั้นผลผลิตจึงต่ำ
7. พิน 7. DISCHARGE: พินนี้ดึงมาจากโอเพ่นคอลเลคเตอร์ของทรานซิสเตอร์ เนื่องจากทรานซิสเตอร์ (ซึ่งใช้พินดิสชาร์จ Q1) จึงเชื่อมต่อฐานกับ Qbar เมื่อใดก็ตามที่เอาต์พุตเหลือน้อยหรือฟลิปฟล็อปถูกรีเซ็ต พินดิสชาร์จจะถูกดึงไปที่กราวด์และปล่อยประจุตัวเก็บประจุ
8. ขา 8. กำลังไฟหรือ VCC: เชื่อมต่อกับแรงดันบวก (+3.6v ถึง +15v)

ขั้นตอนที่ 3: แผนภาพวงจร

แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์สำหรับไฟรั้วอัตโนมัติพร้อมสัญญาณเตือนภัยแสดงไว้ด้านบน วาง LDR โดยหันเข้าหาทางเข้าและใช้โพเทนชิออมิเตอร์เพื่อปรับความไวของอุปกรณ์ คุณยังสามารถเพิ่มสวิตช์ระหว่างพินลบของแบตเตอรี่และพินที่ต่อลงดินของ LDR เพื่อควบคุมระบบความปลอดภัยนี้ด้วยตนเอง

ขั้นตอนที่ 4: การทำงาน

ที่นี่ op-amp IC ถูกใช้เป็นตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าและวางไอซีตัวจับเวลา 555 ไว้ในโหมด astable LDR และโพเทนชิออมิเตอร์กำลังสร้างวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า เอาต์พุตของวงจรตัวแบ่งนี้จะเปลี่ยนไปตามความเข้มของแสงที่ตกบน LDR ตัวแบ่งเชื่อมต่อกับพินกลับด้านของ Op-amp IC พินที่ไม่กลับด้านเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายผ่านตัวต้านทาน 5.7Kohm ดังนั้นค่าแรงดันไฟฟ้าที่ไม่มีการกลับด้านจะคงที่ คุณสามารถแทนที่ตัวต้านทานนี้ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์ 10K เพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าตามความต้องการ

เราสามารถปรับความไวของอุปกรณ์ได้โดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ VR1 ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับ LDR เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตที่ไม่กลับด้านมากกว่าหรือเท่ากับแรงดันอ้างอิง เอาต์พุต (ที่พิน 6) ของเอาต์พุต op-amp IC (PIN 6) จะสูง เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของ op-amp โดยทำตามวงจรที่ใช้ op-amp ต่างๆ ตามแผนภาพวงจร เมื่อ LDR ตรวจพบกิจกรรมใดๆ เอาต์พุตของ Op-amp IC จะต่ำ และทรานซิสเตอร์ PNP T1 จะเริ่มดำเนินการ ดังนั้นไฟ LED จึงเริ่มเรืองแสงและ IC ตัวจับเวลา 555 จะถูกทริกเกอร์ ที่นี่ 555 ตัวจับเวลา IC อยู่ในโหมด Astable และมีการหน่วงเวลาล่วงหน้าโดย R3, R5 และ C1 ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่มีบุคคลหรือวัตถุเข้าสู่พื้นที่ต้องห้าม LDR จะตรวจจับเงาของเขาและวงจรจะกระตุ้นสัญญาณเตือน