構(gòu)建一個(gè)帶報(bào)警的自動(dòng)光柵欄電路

光柵欄電路用于檢測(cè)在特定區(qū)域內(nèi)是否存在任何人或物體。光柵欄電路的檢測(cè)范圍約為1.5 ~ 3米。使用LDR和運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)電路非常簡(jiǎn)單。這種便攜式電路可以與常用的9V電池一起順利工作，蜂鳴器產(chǎn)生的報(bào)警聲音足夠大，可以檢測(cè)到人，車輛或物體的存在。

這種安全系統(tǒng)也可以通過(guò)使用其他傳感器而不是使用LDR來(lái)構(gòu)建，例如：

?基于PIR的防盜報(bào)警電路

?基于IR的安全告警

?激光安全報(bào)警電路

?采用霍爾傳感器的磁門報(bào)警電路

組件的要求

?LM741運(yùn)算放大器IC

?555定時(shí)器IC

?BC557 - PNP晶體管

?LDR

?電阻(210、1K、5.7K、100k、1M)

?電容器(0.1uf, 10uf)

?電位器- 100K

?蜂鳴器

?LED

?電池- 9V

?電路試驗(yàn)板

LDR

LDR是光相關(guān)電阻。ldr由半導(dǎo)體材料制成，使其具有光敏特性。鎘的種類很多，但有一種材料最受歡迎，那就是硫化鎘(cd)。這些ldr或光電阻的工作原理是“光導(dǎo)電性”。這個(gè)原理說(shuō)的是，每當(dāng)光照射到LDR表面(在這種情況下)元件的電導(dǎo)增加，換句話說(shuō)，當(dāng)光照射到LDR表面時(shí)，LDR的電阻下降。LDR電阻降低的這一特性之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，是因?yàn)樗潜砻媸褂玫陌雽?dǎo)體材料的特性。

我們之前已經(jīng)制作了許多使用LDR的電路，這些電路使用LDR來(lái)根據(jù)需要自動(dòng)控制燈光。

555定時(shí)器IC

定時(shí)器集成電路是電子器件中應(yīng)用最廣泛的集成電路之一，特別是用于觸發(fā)。要了解更多有關(guān)它的信息，請(qǐng)遵循我們的各種555定時(shí)器電路。在這里，我們使用555定時(shí)器IC在穩(wěn)定模式下創(chuàng)建蜂鳴器的蜂鳴聲。下面我們解釋了555定時(shí)器IC在穩(wěn)定模式下工作時(shí)的每個(gè)引腳的行為。

引腳1。接地：該引腳應(yīng)與地相連。

引腳2。觸發(fā)：觸發(fā)引腳從比較器2的負(fù)輸入拖動(dòng)。下比較器輸出連接到觸發(fā)器的SET引腳。該引腳上的負(fù)脈沖(< Vcc/3)設(shè)置觸發(fā)器并輸出高電平。

引腳3。輸出：此引腳也無(wú)特殊功能。這是連接Load的輸出引腳。它可以用作源或匯，驅(qū)動(dòng)高達(dá)200mA的電流。

引腳4。復(fù)位：定時(shí)器芯片中有一個(gè)觸發(fā)器。復(fù)位引腳直接連接觸發(fā)器的MR (Master Reset)。這是一個(gè)有效的低引腳，通常連接到VCC，以防止意外復(fù)位。

引腳5?？刂埔_：控制引腳從比較器1的負(fù)輸入引腳連接。輸出脈沖寬度可以通過(guò)在該引腳上施加電壓來(lái)控制，而不考慮RC網(wǎng)絡(luò)。通常這個(gè)引腳是用電容(0.01uF)拉下來(lái)的，以避免不必要的噪聲干擾工作。

引腳6。THRESHOLD：閾值引腳電壓決定定時(shí)器觸發(fā)器何時(shí)復(fù)位。閾值引腳取自上比較器的正輸入。如果控制引腳斷開(kāi)，則等于或大于VCC*(2/3)的電壓將復(fù)位觸發(fā)器。所以輸出變低。

引腳7。放電：這個(gè)引腳來(lái)自晶體管的開(kāi)路集電極。由于晶體管(在其上的放電引腳被采取，Q1)得到了它的基地連接到Qbar。每當(dāng)輸出變低或觸發(fā)器復(fù)位時(shí)，放電引腳被拉到地，電容器放電。

引腳8。電源或VCC：連接正電壓(+3.6v至+15v)。

線路圖

上面顯示了帶有報(bào)警的自動(dòng)圍欄照明的完整電路圖。LDR面向入口放置，電位器用于調(diào)節(jié)器件的靈敏度。您也可以在電池的負(fù)引腳和LDR的接地引腳之間添加一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)手動(dòng)控制該安全系統(tǒng)。

光柵電路的工作原理

這里，運(yùn)算放大器IC用作電壓比較器，555定時(shí)器IC置于不穩(wěn)定模式。LDR和電位器正在創(chuàng)建一個(gè)分壓器電路。該分頻電路的輸出將根據(jù)落在LDR上的光的強(qiáng)度而變化。分頻器連接運(yùn)算放大器IC的反相引腳，非反相引腳通過(guò)5.7 khm電阻與電源連接，因此非反相處的電壓值是固定的。您可以用10K電位器替換此電阻器，以根據(jù)要求調(diào)整電壓。

我們可以通過(guò)與LDR串聯(lián)的電位器VR1來(lái)調(diào)節(jié)器件的靈敏度。當(dāng)非反相輸入電壓大于或等于參考電壓時(shí)，運(yùn)算放大器IC輸出(引腳6)的輸出(引腳6)變?yōu)镠IGH。通過(guò)遵循各種基于運(yùn)算放大器的電路，了解有關(guān)運(yùn)算放大器工作的更多信息。

根據(jù)電路圖，當(dāng)LDR檢測(cè)到任何活動(dòng)時(shí)，運(yùn)算放大器IC的輸出變?yōu)長(zhǎng)OW， PNP晶體管T1開(kāi)始導(dǎo)通。因此，LED開(kāi)始發(fā)光，555定時(shí)器IC被觸發(fā)。在這里，555定時(shí)器IC處于穩(wěn)定模式，R3， R5和C1提供預(yù)設(shè)的時(shí)間延遲。

因此，每當(dāng)有人或物體進(jìn)入禁區(qū)時(shí)，LDR就會(huì)感應(yīng)到他的影子，電路就會(huì)觸發(fā)警報(bào)。

本文編譯自circuitdigest