Детектор темноты - это просто генератор прямоугольных сигналов с интерфейсом LDR (светозависимый резистор). В этом проекте генератор прямоугольных сигналов разработан как ASTABLE MULTIVIBRATOR на базе таймера 555. Поскольку эта схема в первую очередь основана на принципе работы LDR, прежде чем углубляться в понимание этой схемы LDR, мы должны получить основные сведения о LDR. На рисунке ниже показано изображение различных типов LDR.
Что такое LDR?
LDR изготавливаются из полупроводниковых материалов, что обеспечивает им светочувствительные свойства. Существует много типов, но один из самых популярных материалов - это сульфид кадмия (CdS). Эти LDR или ФОТОРЕИСТОРЫ работают по принципу «фотопроводимости». Этот принцип гласит, 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.
Здесь, в этой схеме детектора темноты, LDR настроен на 555 ASTABLE таким образом, что 555 ASTABLE генерирует прямоугольную волну, когда интенсивность света опускается ниже определенного уровня.
Компоненты схемы
- От +5 до +10 напряжения питания
- 555 IC
- Резистор 100 кОм
- Резистор 22кОм
- Резистор 10кОм
- Поток 1 МОм или переменный резистор
- 104 (100 нФ) конденсатор
- 2Н3906 транзистор
- LDR (любой размер)
- Динамик (25 Ом, 0,5 Вт) или любой другой динамик.
Принципиальная электрическая схема
На рисунке выше показана принципиальная схема сигнализации детектора темноты. После некоторого наблюдения схема должна показаться очень похожей на АСТАБИЛЬНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР, это потому, что схема является АСТАБИЛЬНЫМ МУЛЬТИВИБРАТОРОМ только с одной модификацией. Эта модификация выполняется на контакте RESET (PIN4). В обычном вибраторе ASTABLE этот вывод подключен к + 5В, но поскольку в этом случае мы должны генерировать импульс при отсутствии света, он не подключается напрямую к + 5В. Сеть резисторов на выводе RESET обеспечивает виртуальное заземление, чтобы постоянно сбрасывать ИС, и поэтому выход прямоугольной волны прекращается в присутствии света.
Транзистор здесь управляет динамиком, потому что динамик, управляемый микросхемой, не является хорошей идеей. Динамик здесь можно заменить светодиодами, чтобы создать выходной отклик освещения. Итак, как только светодиоды будут размещены и наступит темнота, у нас будет аварийный резервный свет.
Транзистор здесь не обязательно должен быть PNP, но его можно заменить на NPN, и контакты должны быть подключены соответствующим образом.
За работой
Прежде чем перейти к объяснению, следует предположить, что цепь включена и не гудит при наличии света. Это состояние отсутствия гудения при наличии света может быть достигнуто путем регулировки потенциометра подстройки 1 МОм. Теперь в схеме можно увидеть делитель напряжения с 1M, 100K с одной стороны и LDR с другой, вывод сброса подключен посередине. Подстроечный резистор называется регулируемым, потому что он создает достаточное сопротивление на верхней ветви делителя напряжения для падения почти всего потенциала (+5 В) в самой верхней ветви. Это оставляет виртуальную землю в середине делителя (вывод сброса). Поскольку на выводе RESET 555 срабатывает НИЗКИЙ УРОВЕНЬ, микросхема таймера будет постоянно сбрасываться в режим сброса, и поэтому на выходе прямоугольной волны не будет, как должно быть.Из этого можно сделать вывод, что при наличии света микросхема 555 будет полностью сброшена и не выдает никаких выходных сигналов.
Теперь, когда темнота падает на LDR, сопротивление LDR резко возрастает, как объяснялось во введении, этого увеличения сопротивления во второй ветви (одна с LDR) делителя напряжения будет достаточно, чтобы изменить соотношение распределения напряжения между двумя ветви секции делителя напряжения. Как только это произойдет, потенциал на стыке цепи делителя напряжения возрастет с 0 В до 2 В (приблизительно). Аналогичным образом повышается напряжение на выводе RESET. Этого повышения напряжения будет достаточно, чтобы вывести 555IC из режима сброса. Как только этот режим сброса отменяется, таймер генерирует выходной сигнал прямоугольной формы. Таким образом, можно сделать вывод, что как только на LDR наступает темнота, выходной сигнал прямоугольной формы генерируется таймером.
Прямоугольная волна, генерируемая таймером, подается на транзистор PNP для управления динамиком. Таким образом, динамик выводит звук в ответ на прямоугольную волну.
Общие ошибки
Даже после регулировки триммера гудение не прекращается.
- LDR может иметь достаточное сопротивление, чтобы создать потенциал на выводе сброса. Подключите еще один резистор 100 кОм последовательно с потенциометром 1 МОм.
- Убедитесь, что контакт RESET (PIN4) каким-либо образом случайно не подключен к шине + 5V.
Жужжания нет даже в темноте.
- LDR может не развивать достаточный потенциал на выводе сброса. Поместите горшок последовательно с LDR и отрегулируйте его, чтобы он гудел.
Транзистор нагревается.
- Подайте сигнал 555 через резистор 100 Ом на базу транзистора.