- Wymagane składniki:
- Schemat obwodu alarmu drzwi lodówki i wyjaśnienie:
- LDR (rezystor zależny od światła):
- 555 Timer w trybie Astable:
- Działanie obwodu alarmu otwartych drzwi lodówki:
Nazwa obwodu sama w sobie sugeruje zastosowanie. Ten obwód uruchamia alarm, jeśli drzwi lodówki są otwarte przez dłuższy czas. Gdy drzwi lodówki pozostaną otwarte, temperatura wewnątrz kabiny wzrośnie. Ten wzrost temperatury zostanie wykryty przez termostat i spróbuje ochłodzić kabinę. Zawsze będzie starał się utrzymać stałą temperaturę systemu. Sprężarka będzie pracować w sposób ciągły, aby usunąć ciepło z kabiny, co zwiększa pobór mocy z gniazda. Ponadto ciągłe użytkowanie w takich warunkach skróciłoby żywotność sprężarki i prawdopodobnie spowodowałoby awarię.
W związku z tym ten obwód alarmowy drzwi lodówki jest dobrym rozwiązaniem, które wskaże użytkownikowi drzwi w stanie długotrwałego otwarcia. Możemy również ustawić inny czas, po którym ma nastąpić sygnalizacja dźwiękowa. Odbywa się to tutaj za pomocą wszechstronnego układu scalonego timera 555 w trybie stabilnego multiwibratora i LDR. Gdy tylko otworzymy drzwi lodówki, LDR wyczuwa to i rozpoczyna odliczanie za pomocą timera 555, a po ustawionym czasie brzęczyk zaczyna wydawać sygnał dźwiękowy.
Wymagane składniki:
- Układ scalony timera 555 - 2
- 5 mm LDR - 1
- Brzęczyk - 1
- Dioda (1N4007 lub 1N4001) - 1No.
- Kondensator, 47uF (elektrolityczny) - 1
- Kondensator, 0.1uF (ceramiczny) - 1
- Rezystory (10kὨ - 1; 470kὨ -1; 150kὨ -2; 100Ὠ -1)
- Płytka prototypowa
- Przewody łączące
Schemat obwodu alarmu drzwi lodówki i wyjaśnienie:
Dwa timery 555 są połączone w trybie multiwibratora Astable. Kluczowymi elementami obwodu są LDR (Light Dependent Resistor) i układ scalony timera 555.
LDR (rezystor zależny od światła):
LDR działa na zasadzie przewodnictwa fotoelektrycznego. Przewodnictwo materiału wewnątrz elementu wzrasta, gdy pada na niego światło. Pod względem oporu wartość oporu maleje, gdy pada na niego światło, a opór będzie duży w ciemnym otoczeniu. Opór jest wprost proporcjonalny do światła nad materiałem, sprawdź tabelę poniżej:
Istnieje kilka typów LDR, takich jak 3 mm LDR, 4 mm LDR, 5 mm LDR, 7 mm LDR itd. Użyta tutaj część to 5 mm LDR. Korzystając z powyższych danych, uznaliśmy, że dzielnik rezystancji wynosi 10k z 5mm LDR.
555 Timer w trybie Astable:
Astable multiwibrator nie ma stabilnych stanów. Wyjście waha się między stanem wysokim i niskim w zależności od rezystora taktowania i kondensatora.
Formuły do obliczenia opóźnienia czasowego są następujące, Czas (sek.) = 1,1 x (R2 + R3) x C1
Możesz również użyć tego kalkulatora timera 555 do obliczenia wartości wyjściowych.
Tutaj, w tym obwodzie alarmu otwartych drzwi lodówki, użyliśmy dwóch układów scalonych 555, jeden do obliczenia „czasu trwania otwarcia drzwi lodówki”, po którym powinien zostać wyzwolony brzęczyk, a drugi układ scalony 555 służy do sterowania wzorcem sygnału dźwiękowego brzęczyka.
Poniżej obliczyliśmy opóźnienie czasowe wyzwalania brzęczyka i odpowiednio wybraliśmy wartości rezystorów. Tutaj Opóźnienie czasowe oznacza czas, przez jaki drzwi lodówki pozostają otwarte. Odbywa się to przez pierwszy 555 IC w obwodzie.
Czas (sek.) = 1,1 × (620kὨ ± 5%) × 47uF Czas = 30,4 sek. Stąd R2 = 150kὨ, R3 = 470kὨ szeregowo i C1 = 47uF
Poniżej obliczyliśmy opóźnienie czasowe dla drugiego 555 IC, który kontroluje okres czasu brzęczyka. W tym przypadku zwłoka czasowa jest obliczana jako
Czas (sek.) = 1,1 × (470 kὨ ± 5%) × 0,1 uF Czas = 0,5 s Stąd R5 = 470 kὨ i C2 = 0,1 uF (brzęczyk włącza się i wyłącza w tym przedziale czasowym)
Dowiedz się więcej o trybie multiwibratora 555 Timer Astable tutaj.
Działanie obwodu alarmu otwartych drzwi lodówki:
Całość zasilana jest baterią 9V. Kiedy drzwi lodówki są zamknięte, jest ciemno, a opór LDR wynosi prawie 1MὨ, jak podano w arkuszu danych. Napięcie wyjściowe dzielnika potencjału pojawia się na kondensatorze i pozostaje w stanie naładowanym (napięcie wyższe niż 2/3 Vcc), powodując NISKIE wyjście. Kiedy otwieramy lodówkę, światło pada na LDR, co obniża rezystancję LDR i powoduje rozładowanie kondensatora, co w tej kombinacji RC wynosi 30 sekund. Następnie (napięcie niższe niż 2/3 Vcc), sygnał wyjściowy zaczyna oscylować z pewną częstotliwością, a moc wyjściowa jest WYSOKA. Ponownie kondensator ładuje się i osiąga próg kontynuowany przez rozładowanie kondensatora. Trwa to do momentu, gdy opór LDR osiągnie wysoki poziom, co nastąpi przy braku światła (drzwi są zamknięte).
Powoduje to oscylacje drugiego timera 555, a sygnał wyjściowy staje się WYSOKI i NISKI, powodując, że brzęczyk podłączony do wyjścia wydaje sygnał dźwiękowy według wzoru, który jest kombinacyjną przyczyną oscylacji pierwszego zegara i wewnętrznego oscylacji drugiego zegara. W stanie WYSOKIM pierwszego wyjścia timera nastąpi drugi główny reset timera. W ten sposób kondensator C2 ładuje się (napięcie wyższe niż 2/3 Vcc), a wyjście jest NISKIE. W krótkim okresie kondensator zaczyna się rozładowywać (napięcie niższe niż 2/3 Vcc) powoduje WYSOKIE wyjście. W związku z tym brzęczyk podłączony do wyjścia staje się pulsującym dźwiękiem.
Poniżej znajduje się wideo demonstracyjne dla tego obwodu alarmowego drzwi lodówki.