Світлова огорожа використовується для виявлення присутності будь-якої людини або предмета в певній місцевості. Діапазон виявлення ланцюга світлового забору становить приблизно 1,5-3 метри. Досить просто розробити схему за допомогою LDR та Op-amp. Ця портативна схема може безперебійно працювати з загальнодоступною батареєю 9 В, а звуковий сигнал тривоги, який генерується зуммером, досить гучний, щоб виявити присутність людини, транспортного засобу або предмета.
Цей тип системи безпеки також може бути побудований за допомогою інших датчиків замість використання LDR, наприклад:
- Схема охоронної сигналізації на основі PIR
- Інфрачервона сигналізація безпеки
- Схема сигналізації лазерної безпеки
- Схема сигналізації магнітних дверей за допомогою датчика Холла
Потрібні компоненти
- LM741 Операційний підсилювач ІС
- 555 таймер IC
- BC557 - транзистор PNP
- LDR
- Резистор (210, 1K, 5.7K, 100k, 1M)
- Конденсатор (0,1 мкФ, 10 мкФ)
- Потенціометр - 100K
- Зумер
- СВІТЛОДІОДНИЙ
- Акумулятор - 9В
- Макет
LDR
LDR - це світлозалежний резистор. LDR виготовляються з напівпровідникових матеріалів, що дозволяє їм мати свої світлочутливі властивості. Існує багато видів, але популярний один матеріал - це сульфід кадмію (CdS). Ці LDR або ФОТОРЕЗИСТОРИ працюють за принципом “Фотопровідність”. Тепер, що говорить цей принцип, це те, що коли світло падає на поверхню LDR (у цьому випадку) провідність елемента збільшується або іншими словами, опір LDR падає, коли світло падає на поверхню LDR. Ця властивість зменшення опору для LDR досягається, оскільки це властивість напівпровідникового матеріалу, що використовується на поверхні.
Штифт 5. Керуючий штифт: Керуючий штифт підключений від негативного вхідного штифта компаратора. Ширину вихідного імпульсу можна регулювати, подаючи напругу на цей контакт, незалежно від мережі RC. Зазвичай цей штифт витягують конденсатором (0,01 мкФ), щоб уникнути небажаних перешкод при роботі.
Штифт 6. ПОРОГ: Порогова напруга на штифті визначає час скидання тригера в таймері. Пороговий штифт береться з позитивного входу верхнього компаратора. Якщо контактний штифт відкритий, тоді напруга, що дорівнює або перевищує VCC * (2/3), скине тригер. Отже, випуск є низьким.
Штифт 7. РОЗРЯД: Цей штифт витягується з відкритого колектора транзистора. Оскільки транзистор (на якому взятий розрядний штифт, Q1) має свою базу, підключену до Qbar. Всякий раз, коли вихідний сигнал знижується або тригер перезавантажується, розрядний штифт витягується на землю і конденсатор розряджається.
Контакт 8. Живлення або VCC: Він підключений до позитивної напруги (від + 3,6 до + 15 в).
Кругова діаграма
Повна електрична схема автоматичного огороджувального освітлення з сигналізацією показана вище. LDR розміщений до входу, а потенціометр використовується для регулювання чутливості пристрою. Ви також можете додати перемикач між мінусовим контактом акумулятора та заземленим контактом LDR, щоб керувати цією системою безпеки вручну.
Працює ланцюг світлового забору
Тут мікросхема підсилювача використовується як компаратор напруги, а мікросхема таймера 555 переводиться в нестабільний режим. LDR і потенціометр створюють ланцюг дільника напруги. Вихід цієї схеми дільника буде змінюватися залежно від інтенсивності світла, що потрапляє на LDR. Дільник підключений до інвертуючого штифта мікросхеми Op-amp. Неінвертуючий штифт підключений до живлення через резистор 5,7 кОм, тому значення напруги на неінвертуючому фіксується. Ви можете замінити цей резистор потенціометром 10 КБ для регулювання напруги відповідно до вимог.
Ми можемо налаштувати чутливість пристрою, використовуючи потенціометр VR1, послідовно підключений до LDR. Коли напруга на неінвертуючому вході більше або дорівнює опорній напрузі, вихід (на виводі 6) вихідного мікросхеми операційного підсилювача (PIN 6) стає ВИСОКИМ. Дізнайтеся більше про роботу операційного підсилювача, дотримуючись різних схем на основі операційних підсилювачів.
Відповідно до принципової схеми, коли LDR виявляє будь-яку активність, вихід мікросхеми Op-amp стає НИЗКИМ, і транзистор PNP T1 починає проводити. Отже, світлодіод починає світитися і спрацьовує мікросхема таймера 555. Тут мікросхема 555 таймера перебуває в режимі Astable, а попередньо встановлена тимчасова затримка забезпечується R3, R5 і C1.
Отже, коли будь-яка людина або предмет потрапляє в заборонену зону, LDR відчуває його тіні, і ланцюг спрацьовує.