Схема светового ограждения используется для обнаружения присутствия любого человека или объекта в определенной области. Дальность обнаружения Light Fence Circuit составляет от 1,5 до 3 метров. Спроектировать схему с использованием LDR и ОУ довольно просто. Эта портативная схема может бесперебойно работать с общедоступной батареей 9 В, а звуковой сигнал, издаваемый зуммером, достаточно громкий, чтобы обнаружить присутствие человека, автомобиля или объекта.
Этот вид системы безопасности также может быть построен с использованием других датчиков вместо LDR, например:
- Схема охранной сигнализации на основе PIR
- ИК-сигнализация безопасности
- Цепь лазерной охранной сигнализации
- Цепь магнитной дверной сигнализации с датчиком Холла
Необходимые компоненты
- LM741 ИС операционного усилителя
- 555 таймер IC
- BC557 - транзистор PNP
- LDR
- Резистор (210, 1 кОм, 5,7 кОм, 100 кОм, 1 МОм)
- Конденсатор (0,1 мкФ, 10 мкФ)
- Потенциометр - 100К
- Зуммер
- СВЕТОДИОД
- Аккумулятор - 9В
- Макетная плата
LDR
LDR - это светозависимый резистор. LDR изготавливаются из полупроводниковых материалов, чтобы иметь светочувствительные свойства. Существует много типов, но наиболее популярен один материал - сульфид кадмия (CdS). Эти LDR или ФОТОРЕЗИСТОРЫ работают по принципу «фотопроводимости». Этот принцип говорит о том, что всякий раз, когда свет падает на поверхность LDR (в данном случае), проводимость элемента увеличивается или, другими словами, сопротивление LDR падает, когда свет падает на поверхность LDR. Это свойство уменьшения сопротивления для LDR достигается благодаря тому, что это свойство полупроводникового материала, используемого на поверхности.
Вывод 5. Контрольный вывод: Контрольный вывод подключается к отрицательному входному выводу компаратора 1. Ширина выходного импульса может контролироваться путем подачи напряжения на этот вывод независимо от RC-цепи. Обычно этот вывод опускается с помощью конденсатора (0,01 мкФ), чтобы избежать нежелательных шумовых помех при работе.
Вывод 6. ПОРОГ: Пороговое напряжение на выводе определяет, когда следует сбросить триггер в таймере. Пороговый вывод выводится с положительного входа верхнего компаратора. Если управляющий контакт разомкнут, то напряжение, равное или превышающее VCC * (2/3), сбросит триггер. Таким образом, выход становится низким.
Вывод 7. РАЗРЯД: этот вывод выводится из открытого коллектора транзистора. Поскольку транзистор (на котором был взят разрядный вывод, Q1) получил свою базу, подключенную к Qbar. Всякий раз, когда на выходе становится низкий уровень или триггер сбрасывается, разрядный вывод замыкается на землю и конденсатор разряжается.
Контакт 8. Power или VCC: он подключен к положительному напряжению (от + 3,6 В до + 15 В).
Принципиальная электрическая схема
Полная принципиальная схема автоматического освещения ограды с сигнализацией показана выше. LDR расположен лицом ко входу, и для регулировки чувствительности устройства используется потенциометр. Вы также можете добавить переключатель между отрицательным контактом батареи и заземленным контактом LDR, чтобы управлять этой системой безопасности вручную.
Работа схемы светового забора
Здесь ИС операционного усилителя используется в качестве компаратора напряжения, а ИС таймера 555 переведена в нестабильный режим. LDR и потенциометр образуют цепь делителя напряжения. Выход этой схемы делителя будет изменяться в зависимости от интенсивности света, падающего на LDR. Делитель подключен к инвертирующему выводу ИС операционного усилителя. Неинвертирующий вывод подключен к питанию через резистор 5,7 кОм, поэтому значение напряжения в неинвертирующем состоянии является фиксированным. Вы можете заменить этот резистор потенциометром 10 кОм, чтобы отрегулировать напряжение в соответствии с требованиями.
Мы можем регулировать чувствительность устройства с помощью потенциометра VR1, подключенного последовательно с LDR. Когда напряжение на неинвертирующий вход больше или равны опорному напряжению на выходе (на выводе 6) ОУ IC выход (PIN-6) переходит на высокий уровень. Узнайте больше о работе операционного усилителя, следуя различным схемам на основе операционного усилителя.
Согласно принципиальной схеме, когда LDR обнаруживает любую активность, выход ИС операционного усилителя становится НИЗКИМ, и транзистор PNP T1 начинает проводить. Следовательно, светодиод начинает светиться, и срабатывает микросхема таймера 555. Здесь микросхема таймера 555 находится в нестабильном режиме, а предустановленная временная задержка обеспечивается R3, R5 и C1.
Таким образом, всякий раз, когда какой-либо человек или объект входит в запрещенную зону, его тени будут обнаружены LDR, и цепь вызовет тревогу.