Detektor tmy je generátor štvorcových vĺn s rozhraním LDR (Light Dependent Resistor). V tomto projekte je generátor štvorcových vĺn vyvinutý ako 555 časovač IC na báze ASTABLE MULTIVIBRATOR. Pretože tento obvod je primárne založený na princípe fungovania LDR, skôr, ako budeme ďalej porozumieť tomuto obvodu LDR, musíme získať základné podrobnosti o LDR. Na obrázku nižšie je znázornený obraz rôznych typov LDR.
Čo je LDR?
LDR sú vyrobené z polovodičových materiálov, aby mali svoje vlastnosti citlivé na svetlo. Existuje veľa druhov, ale jeden materiál je populárny a je ním sulfid kademnatý (CdS). Tieto LDR alebo FOTO REISTORY fungujú na princípe „fotovodivosti“. Tento princíp teraz hovorí, že kedykoľvek dopadne svetlo na povrch LDR (v tomto prípade), zvýši sa vodivosť prvku alebo inými slovami, odpor LDR klesne, keď svetlo dopadne na povrch LDR. Táto vlastnosť poklesu odporu pre LDR sa dosahuje, pretože je to vlastnosť polovodičového materiálu použitého na povrchu.
Tu v tomto obvode tmavého detektora je LDR nakonfigurovaný na 555 ASTABLE tak, že 555 ASTABLE generuje štvorcovú vlnu, keď intenzita svetla klesne pod určitú úroveň.
Súčasti obvodu
- +5 až +10 napájacieho napätia
- 555 IC
- 100KΩ rezistor
- Rezistor 22KΩ
- 10KΩ rezistor
- 1MΩ pot alebo variabilný rezistor
- Kondenzátor 104 (100nF)
- Tranzistor 2N3906
- LDR (ľubovoľná veľkosť)
- Reproduktor (25 Ω, 0,5 WATT) alebo akýkoľvek iný reproduktor.
Schéma zapojenia
Vyššie uvedený obrázok zobrazuje schému zapojenia alarmu detektora tmy. Po určitom pozorovaní by sa obvod mal javiť ako veľmi podobný ASTABLE MULTIVIBRATOR, to je preto, že obvod je ASTABLE MULTIVIBRATOR s jedinou úpravou. Táto úprava sa vykonáva na kolíku RESET (PIN4). V normálnom vibrátore ASTABLE je tento pin pripojený na + 5V, ale keďže v tomto prípade máme generovať impulz za podmienky neprítomnosti svetla, nie je pripojený priamo na + 5v. Sieť rezistorov poskytnutá na kolíku RESET poskytuje virtuálne uzemnenie, aby sa pokračovalo v resetovaní IC, a tak sa výstup štvorcovej vlny zastaví za prítomnosti svetla.
Tranzistor tu poháňa reproduktor, pretože reproduktor poháňaný IC nie je dobrý nápad. Reproduktor je možné nahradiť LED diódami, aby sa vytvorila výstupná odozva osvetlenia. Takže akonáhle budú LED umiestnené a tma padne, budeme mať núdzové záložné svetlo.
Tranzistor tu nemusí byť povinný PNP, ale je možné ho nahradiť NPN a podľa toho by sa mali zapojiť aj kolíkové prípojky.
Pracovne
Pred vysvetlením by sa mal obvod považovať za ZAPNUTÝ a za prítomnosti svetla bzučať. Tento stav bez bzučania v prítomnosti svetla je možné dosiahnuť nastavením trimra 1MΩ. Teraz v obvode možno pozorovať delič napätia s 1M, 100K na jednej strane a LDR na druhej strane, resetovací kolík je pripojený uprostred. Orezávací hrniec je údajne nastavený preto, aby vytvoril dostatočný odpor na hornej vetve rozdeľovača napätia, aby klesol takmer všetok potenciál (+ 5 V) v samotnej hornej vetve. To ponecháva virtuálnu pôdu v strede rozdeľovača (resetovací kolík). Pretože pin RESET 555 je spustený NÍZKOU ÚROVNI, časovač IC sa bude resetovať v režime nepretržite, takže nebude existovať žiadny výstup pravouhlej vlny, ako by mal byť.Z toho môžeme vyvodiť záver, že za prítomnosti svetla bude 555 IC v úplnom vynulovaní a neposkytuje žiadny výstup.
Keď teraz padne tma na LDR, odpor LDR sa drasticky zvýši, ako je vysvetlené v úvode, toto zvýšenie odporu v druhej vetve (jedna s LDR) deliča napätia bude stačiť na zmenu pomeru zdieľania napätia medzi týmito dvoma vetvy úseku deliča napätia. Akonáhle sa to stane, potenciál na križovatke obvodu deliča napätia stúpne z 0V na 2V (približne). A podobne stúpa napätie na kolíku RESET. Toto zvýšenie napätia bude dostatočné na zdvihnutie 555IC z režimu resetovania. Akonáhle sa tento resetovací režim zruší, generuje časovač výstup štvorcovej vlny. Takže sa dospelo k záveru, že akonáhle tma klesne na LDR, výstup obdĺžnikovej vlny je generovaný časovačom.
Štvorcová vlna generovaná časovačom sa privádza do PNP tranzistora na pohon reproduktora. Reproduktor teda vydáva zvuk ako odpoveď na obdĺžnikovú vlnu.
Bežné chyby
Bzučanie sa nezastaví ani po nastavení trimmeru.
- LDR môže mať dostatočný odpor na to, aby vytvoril potenciál na resetovacom kolíku. Vložte ďalší 100KΩ rezistor do série s potenciometrom 1MΩ.
- Skontrolujte, či nie je kolík RESET (PIN4) nejakým spôsobom náhodne pripojený k lište + 5V.
Nijaké bzučanie sa nekoná.
- Je možné, že LDR na resetovacom kolíku nevyvíja dostatočný potenciál. Vložte hrniec do série s LDR a upravte ho tak, aby bzučal.
Tranzistor sa zahrieva.
- Posuňte signál 555 žľabov cez 100 Ω rezistor na základňu tranzistora.