Detektor ciemności jest po prostu generatorem fal prostokątnych z interfejsem LDR (Light Dependent Resistor). W tym projekcie generator fali prostokątnej został opracowany jako ASTABLE MULTIVIBRATOR oparty na układzie scalonym 555 Timer. Ponieważ ten obwód opiera się głównie na zasadzie działania LDR, przed dalszym zrozumieniem tego obwodu LDR musimy uzyskać podstawowe szczegóły LDR. Poniższy rysunek przedstawia obraz różnych typów LDR.
Co to jest LDR?
LDR są wykonane z materiałów półprzewodnikowych, dzięki czemu mają właściwości wrażliwe na światło. Istnieje wiele typów, ale jeden materiał jest popularny i jest nim siarczek kadmu (CdS). Te LDR lub FOTO REISTORY działają na zasadzie „przewodnictwa fotoelektrycznego”. Ta zasada mówi, że ilekroć światło pada na powierzchnię LDR (w tym przypadku), przewodnictwo elementu wzrasta lub innymi słowy opór LDR spada, gdy światło pada na powierzchnię LDR. Tę właściwość spadku rezystancji dla LDR uzyskuje się, ponieważ jest to właściwość materiału półprzewodnikowego zastosowanego na powierzchni.
Tutaj, w tym obwodzie detektora ciemności, LDR jest skonfigurowany z 555 ASTABLE w taki sposób, że 555 ASTABLE generuje falę prostokątną, gdy natężenie światła spadnie poniżej określonego poziomu.
Elementy obwodu
- Napięcie zasilania od +5 do +10
- 555 IC
- Rezystor 100 kΩ
- Rezystor 22KΩ
- Rezystor 10 kΩ
- Potencjometr 1MΩ lub rezystor zmienny
- Kondensator 104 (100nF)
- Tranzystor 2N3906
- LDR (dowolny rozmiar)
- Głośnik (25 Ω, 0,5 W) lub dowolny inny głośnik.
Schemat obwodu
Powyższy rysunek przedstawia schemat obwodu alarmu czujki ciemności. Po kilku obserwacjach obwód powinien wydawać się bardzo podobny do ASTABLE MULTIVIBRATOR, to znaczy dlatego, że jest to ASTABLE MULTIVIBRATOR z tylko jedną modyfikacją. Ta modyfikacja odbywa się na pinie RESET (PIN4). W normalnym wibratorze ASTABLE ten pin jest podłączony do + 5V, ale ponieważ w tym przypadku mamy generować impuls pod warunkiem braku światła, nie jest podłączony bezpośrednio do + 5V. Sieć rezystorów dostarczona na pinie RESET zapewnia wirtualne uziemienie, aby nadal resetować układ scalony, a więc wyjście fali prostokątnej jest zatrzymywane w obecności światła.
Tranzystor tutaj napędza głośnik, ponieważ głośnik sterowany przez układ scalony nie jest dobrym pomysłem. Głośnik można tutaj zastąpić diodami LED, aby stworzyć wyjściową odpowiedź oświetlenia. Kiedy więc diody LED zostaną umieszczone i zapadnie ciemność, będziemy mieć awaryjne światło zapasowe.
Tutaj tranzystor nie musi być obowiązkowy, ale można go zastąpić NPN, a połączenia pinów powinny być odpowiednio połączone.
Pracujący
Przed przystąpieniem do wyjaśnień należy założyć, że obwód jest włączony i nie brzęczy w obecności światła. Ten stan braku brzęczenia w obecności światła można osiągnąć regulując potencjometr 1MΩ. Teraz w obwodzie widać dzielnik napięcia z 1M, 100K po jednej stronie i LDR po drugiej, pin reset jest wpięty pośrodku. Mówi się, że potencjometr trymera jest regulowany, ponieważ aby wytworzyć wystarczający opór na górnej gałęzi dzielnika napięcia, aby zmniejszyć prawie cały potencjał (+ 5 V) w samej górnej gałęzi. To pozostawia wirtualną masę na środku rozdzielacza (pin resetowania). Ponieważ pin RESET 555 jest wyzwalany NISKIM POZIOMEM, układ scalony timera będzie resetowany w trybie ciągłym, więc nie będzie wyjścia fali prostokątnej, tak jak powinno.Z tego możemy wywnioskować, że w obecności światła układ scalony 555 będzie całkowicie zresetowany i nie będzie zapewniał wyjścia.
Teraz, gdy ciemność zapada na LDR, rezystancja LDR wzrasta drastycznie, jak wyjaśniono we wstępie, ten wzrost rezystancji w drugiej gałęzi (jednej z LDR) dzielnika napięcia wystarczy, aby zmienić stosunek podziału napięcia między nimi. gałęzie sekcji dzielnika napięcia. Gdy to nastąpi, potencjał na styku obwodu dzielnika napięcia wzrasta z 0 V do 2 V (w przybliżeniu). I podobnie rośnie napięcie na pinie RESET. Ten wzrost napięcia wystarczy do podniesienia 555IC z trybu resetowania. Po zniesieniu tego trybu resetowania, licznik czasu generuje wyjście fali prostokątnej. Zatem wyciągnięto wniosek, że gdy zapadnie ciemność na LDR, wyjście fali prostokątnej jest generowane przez zegar.
Fala prostokątna generowana przez timer jest podawana do tranzystora PNP w celu sterowania głośnikiem. Zatem głośnik odtwarza dźwięk w odpowiedzi na falę prostokątną.
Powszechne błędy
Nawet po wyregulowaniu trymera brzęczenie nie ustaje.
- LDR może mieć wystarczającą rezystancję, aby umieścić potencjał na pinie resetowania. Umieść szeregowo kolejny rezystor 100KΩ z potencjometrem 1MΩ.
- Sprawdź, czy pin RESET (PIN4) nie został przypadkowo podłączony do szyny + 5V w jakikolwiek sposób.
Nie ma brzęczenia nawet w ciemności.
- LDR może nie rozwijać wystarczającego potencjału na pinie resetowania. Umieść pulę w serii z LDR i dostosuj ją, aby była brzęcząca.
Tranzystor się nagrzewa.
- Podaj sygnał 555 przez rezystor 100 Ω do bazy tranzystora.