Zostavte jednoduchý obvod detektora pohybu pomocou časovača 555 na riadenie striedavého zaťaženia

Obvody pohybových senzorov sú na internete už dosť dlho. Tieto obvody sa používajú hlavne na napájanie striedavého prúdu (napríklad svetiel, ventilátorov) v domácich automatizáciách alebo projektoch internetu vecí. Je tiež veľmi častý vo výrobných odvetviach, napríklad na dopravných pásoch, kde sa musí zisťovať prítomnosť / poloha konkrétneho objektu.

V tomto výučbe teda použijeme IR senzor s časovačom IC NE555 na detekciu pohybu a podľa toho prepneme záťaž AC. Ako prepínač sa tu používa 555 časovač IC. Pretože tento obvod využíva digitálny časovač IC, je jeho činnosť rýchla a presná s ešte rýchlejšími detekčnými rýchlosťami. V našom predchádzajúcom tutoriáli sme sa dozvedeli o 555 časovači ako o blokovaní obvodu. Toto je aplikácia tohto obvodu, obvod tiež ukážeme tak, že ho navrhneme na doske perf.

Súčasti potrebné na zostavenie obvodu detektora pohybu

Zoznam komponentov potrebných na zostavenie obvodu detektora pohybu je uvedený nižšie:

• 555 časovač IC
• 220KΩ rezistory * 2
• 100kΩ rezistor
• 1KΩ rezistor
• 1uf elektrolytický kondenzátor
• LED
• Rezistor 220Ω
• SPDT relé * 2
• Dióda In4007 * 2
• Tranzistor NPN BC547
• BC557 pnp tranzistor
• DC jack
• Modul IR snímača

Modul IR snímača - stručný úvod

IR znamená infračervené žiarenie / svetlo a je to najbežnejší spôsob detekcie pohybu. Existujú 2 typy IR senzorov:

1. PIR (pasívny infračervený senzor)
2. Modul IR snímača

Infračervené žiarenie prichádza na miesto elektromagnetického spektra, ktoré nie je viditeľné voľným okom. Všetky horúce objekty generujú tieto infračervené žiarenia a ich detekciou dokážeme snímať pohyb. PIR senzor nevyžaruje žiadne infračervené žiarenie, iba detekuje žiarenie, a preto sa nazýva „pasívny“. Na druhej strane máme IR moduly, ktoré vysielajú IR impulz nepretržite a keď sa odrazí späť od objektu, modul ho dokáže detekovať pomocou fotodiódy. Táto fotodióda v tomto prípade dokáže detekovať iba infračervené svetlo a nie viditeľné svetlo.

Dva hlavné komponenty modulu IR senzora sú IR LED a fotodióda. LED dióda vyzerá presne ako normálna LED dióda, ale namiesto viditeľných farieb, ktoré poznáme, vyžaruje infračervené žiarenie. Fotodióda je kľúčovým komponentom, ktorý detekuje odrazené žiarenie.

V tomto projekte používame aktívny modul IR snímača, ktorý je ľahko dostupný, cenovo dostupný a ľahko použiteľný.

Schéma zapojenia časovača pohybu 555

Celý obvod detektora pohybu využívajúci časovač 555 je uvedený nižšie.

V obvode sú spojené piny 2 a 6 a tiež piny 4 a 8. Výstup obvodu deliča napätia je pripojený na pin 6 IC. Jeden odpor obvodu deliča napätia je pripojený cez kondenzátor 1 uF k výstupnému kolíku 3 cez odpor 100 k. Relé s budiacim obvodom je pripojené medzi pin 2 a kladný pól kondenzátora. LED dióda je tiež pripojená cez svoj odpor obmedzujúci prúd na výstupe IC. Základňa NPN tranzistora používaná na riadenie výstupného relé je pripojená k výstupnému kolíku 3 integrovaného obvodu cez rezistor 1 K. Základňa PNP tranzistora poháňajúceho spínacie relé IC je pripojená k výstupu modulu IR snímača.

Pracovanie obvodu detektora pohybu

Práce na snímača pohybu obvode je uvedený nižšie:

• Spočiatku je z dôvodu deliča napätia polovica napájacieho napätia na pinoch 2 a 6, pretože používame delič napätia s rovnakou hodnotou odporov, a teda výstup IC je VYPNUTÝ.
• Keď je pohyb detekovaný snímačom, kondenzátor začne odoberať prúd cez odpor R3, aby sa nabil, a tak sa zmenší pokles napätia na rezistore, čo následne spôsobí, že napätie na kolíku 2 klesne pod 1/3 značky napájacieho napätia. Toto zapne výstup IC.
• Teraz je kondenzátor úplne nabitý na napájacie napätie cez odpor 100 kΩ. Keď je detekovaný pohyb, opäť kolík 6 časovača IC detekuje nabitý kondenzátor, ktorý je zjavne na napájacom napätí, a teda ide viac ako 2/3. Toto vypne výstup IC.
• Ak pozorujete okruh trochu blízko, vidíte, že namiesto relé môžeme použiť BJT a máte pravdu, ale bohužiaľ to nebude fungovať. Dôvodom je opäť rozdiel medzi ideálnym a skutočným svetom. Používame BJT všade, ale nie sú to dokonalé spínače a majú nejaký unikajúci prúd, ktorý v tomto prípade narúša obvod. V tomto prípade potrebujeme ideálny prepínač, a teda používame relé.
• Tranzistory sa používajú na pohon relé. Na pohon hlavného relé používame tranzistor PNP, pretože modul snímača infračerveného žiarenia dáva na výstupe konštantné napájacie napätie a keď niečo zistí, stiahne napätie na zem. Na pohon výstupného relé môžeme použiť tranzistor NPN, pretože IC má aktívny vysoký výkon.

Ukážka obvodu snímača pohybu

Podľa vyššie uvedenej schémy zapojenia detektora pohybu 555 s časovačom som vytvoril obvod na doske perfboard, ktorého video je k dispozícii na konci článku. Ďalej sú uvedené obrázky týkajúce sa obvodu.

Takto môžete navrhnúť obvod vysokorýchlostného snímača pohybu pomocou slávneho integrovaného obvodu 555 s časovačom v kombinácii s infračerveným snímačom. Ak máte pochybnosti týkajúce sa okruhu, neváhajte zanechať svoj komentár nižšie.