Схема охранной сигнализации на основе ИК-излучения может обнаруживать любое движение и вызывать тревогу. Эта схема очень полезна в домах, банках, магазинах, зонах ограниченного доступа, где необходима тревожная сигнализация при любом движении. Эта схема основана на ИК-датчике, где ИК-луч непрерывно падает на фотодиод, и всякий раз, когда этот инфракрасный луч прерывается при любом движении, срабатывает сигнализация.
ИК-датчик состоит из ИК-светодиода и фотодиода, в котором ИК-светодиод излучает ИК-излучение, а фотодиод обнаруживает излучение. Фотодиод проводит ток в обратном направлении, всякий раз, когда на него падает свет и напряжение на нем изменяется, это изменение напряжения воспринимается компаратором напряжения (например, LM358) и соответственно генерирует выходной сигнал.
В этой схеме охранной сигнализации на основе ИК-излучения мы разместили ИК-светодиод перед фотодиодом, чтобы ИК-свет мог напрямую падать на фотодиод. Когда кто-то проходит через этот луч, ИК-лучи перестают попадать на фотодиод и начинает издавать звуковой сигнал. Зуммер автоматически выключается через некоторое время, так как зуммер подключен к таймеру 555 в моностабильном режиме.
Этот вид сигнализации также может быть построен с использованием лазерного излучения (например, цепи лазерной охранной сигнализации), но преимущество использования ИК-датчика заключается в том, что ИК-свет невидим, а лазер виден. Хотя оба они полезны и имеют разную сферу применения.
Составные части
- ИК-пара (ИК-светодиод и фотодиод)
- 555 таймер IC
- Микросхема LM358
- Резистор 100, 10к, 100к, 330, 220 Ом
- Конденсатор 10 мкФ
- Переменный резистор - 10к
- Зуммер
Принципиальная схема и объяснение
Мы использовали операционный усилитель LM358 в этой схеме, LM358 имеет два компаратора напряжения внутри, и мы использовали здесь один компаратор. Неинвертирующий конец (PIN3) компаратора напряжения подключен к фотодиоду, а инвертирующий конец (PIN 2) компаратора напряжения подключен к переменному резистору 10 кОм. Выход компаратора напряжения (PIN1) подается на вывод Trigger таймера 555. 555 Таймер здесь настроен в моностабильном режиме.
Пока ИК-излучение падает на фотодиод, напряжение на неинвертирующем конце (+) компаратора напряжения выше, чем на инвертирующем конце (-), а выход компаратора ВЫСОКИЙ. И поскольку выход компаратора подключен к контакту триггера таймера 555, когда на контакте триггера 2 высокий уровень, выход 555 низкий. Таким образом, в период, когда ИК-лучи попадают на фотодиод, выход таймера 555 остается НИЗКИМ. Чтобы понять работу ИК-датчика с компаратором LM358, прочтите эту статью: Схема модуля ИК-датчика
Теперь, когда есть какое-то движение, падение ИК-лучей на фотодиод прерывается, и напряжение на инвертирующем конце (пороговое напряжение) компаратора напряжения на какой-то момент становится выше, чем на неинвертирующем конце. Это делает выход компаратора НИЗКИМ, а также делает НИЗКИЙ ПИН 2 триггера таймера 555. Это запустит таймер 555, а ВЫХОД таймера 555 станет ВЫСОКИМ, и зуммер издаст короткий звуковой сигнал. Продолжительность звукового сигнала можно увеличить, изменив номинал резистора R1 или конденсатора С1 (RC-цепь в моностабильном режиме микросхемы таймера 555). Обратите внимание, что 555 IC запускается, когда триггерный PIN 2 становится LOW.
Ноты:
- Обычно дальность действия ИК-светодиода составляет 2 метра, но ее можно увеличить с помощью объектива.
- Аварийный сигнал переменного тока можно использовать вместо зуммера с помощью реле.
- ИК-светодиод и фотодиод должны быть правильно выровнены, чтобы ИК-лучи могли напрямую попадать на фотодиод.
- Чувствительность датчика можно изменять переменным резистором RV1.