Cerca de luz automática: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Um circuito de barreira de luz é usado para detectar a presença de qualquer ser humano ou objeto em uma área específica. O alcance de detecção do Light Fence Circuit é de cerca de 1,5 a 3 metros. É muito simples projetar o circuito usando LDR e Op-amp. Este circuito portátil pode funcionar sem problemas com uma bateria de 9 V comumente disponível e o som de alarme gerado pela campainha é alto o suficiente para detectar a presença de um humano, veículo ou objeto.

Suprimentos

1. Texas Instruments LM741 Op-Amp
2. 555 Timer
3. BC557 - Transistor PNP
4. LDR
5. Potenciômetro
6. Campainha
7. CONDUZIU

Resistor (210, 1K, 5,7K, 100k, 1M)

Etapa 1: O que é um resistor dependente de luz (LDR) ou fotoresistor?

ALight Dependent Resistor (também conhecido como fotorresistor ou LDR) é um dispositivo cuja resistividade é uma função da radiação eletromagnética incidente. Portanto, eles são dispositivos sensíveis à luz. Eles também são chamados de fotocondutores, células fotocondutoras ou simplesmente fotocélulas.

Eles são feitos de materiais semicondutores de alta resistência. Existem muitos símbolos diferentes usados para indicar um fotorresistor ou LDR, um dos símbolos mais comumente usados é mostrado na figura abaixo. A seta indica luz caindo sobre ele.

Etapa 2: 555 Timer IC

555 timer IC é um dos mais usados em eletrônica, especialmente para fins de trigger. Seja um projeto simples envolvendo um único microcontrolador de 8 bits e alguns periféricos ou um projeto complexo envolvendo sistema em chips (SoCs), o funcionamento do temporizador 555 está envolvido. Dependendo do fabricante, o pacote do temporizador 555 padrão inclui 25 transistores, 2 diodos e 15 resistores em um chip de silício instalado em um pacote mini dual-in-line de 8 pinos (DIP-8). As variantes consistem em combinar vários chips em uma placa. No entanto, 555 ainda é o mais popular.

Para um temporizador 555 funcionando como flip-flop ou como multivibrador, ele possui um conjunto particular de configurações.

1. Pino 1. Terra: Este pino deve ser conectado ao aterramento.
2. Pino 2. TRIGGER: O pino de disparo é arrastado da entrada negativa do comparador dois. A saída do comparador inferior é conectada ao pino SET do flip-flop. Um pulso negativo (<Vcc / 3) neste Pin define o flip-flop e a saída fica alta.
3. Pino 3. SAÍDA: Este pino também não tem nenhuma função especial. Este é o pino de saída onde a carga está conectada. Ele pode ser usado como uma fonte ou dreno e direcionar até 200mA de corrente.
4. Pino 4. Reinicializar: Há um flip-flop no chip do cronômetro. O pino de reset é conectado diretamente ao MR (Master Reset) do flip-flop. Este é um pino baixo ativo e normalmente conectado ao VCC para evitar uma reinicialização acidental.
5. Pino 5. Pino de controle: O pino de controle é conectado ao pino de entrada negativa do comparador um. A largura do pulso de saída pode ser controlada pela aplicação de uma tensão neste pino, independentemente da rede RC. Normalmente este pino é puxado para baixo com um capacitor (0,01uF), para evitar interferência de ruído indesejado com o funcionamento.
6. Pino 6. THRESHOLD: A tensão do pino limite determina quando reinicializar o flip-flop no cronômetro. O pino de limite é obtido da entrada positiva do comparador superior. Se o pino de controle estiver aberto, uma tensão igual ou superior a VCC * (2/3) reinicializará o flip-flop. Portanto, a saída fica baixa.
7. Pino 7. DESCARGA: Este pino é retirado do coletor aberto do transistor. Já que o transistor (no qual o pino de descarga foi retirado, Q1) teve sua base conectada a Qbar. Sempre que a saída fica baixa ou o flip-flop é reiniciado, o pino de descarga é puxado para o solo e o capacitor descarrega.
8. Pino 8. Alimentação ou VCC: É conectado à tensão positiva (+ 3,6 V a + 15 V).

Etapa 3: Diagrama de Circuito

O diagrama de circuito completo para iluminação automática de cerca com alarme é mostrado acima. O LDR é colocado de frente para a entrada e um potenciômetro é usado para ajustar a sensibilidade do dispositivo. Você também pode adicionar uma chave entre o pino negativo da bateria e o pino aterrado do LDR para controlar este sistema de segurança manualmente.

Etapa 4: Trabalhando

Aqui, o IC do amplificador operacional é usado como um comparador de tensão e o IC do temporizador 555 é colocado em um modo astável. O LDR e o potenciômetro estão criando um circuito divisor de tensão. A saída deste circuito divisor mudará de acordo com a intensidade da luz incidente no LDR. O divisor é conectado ao pino de inversão do IC Op-amp. O pino não inversor é conectado à alimentação por meio de um resistor de 5,7 Kohm, de forma que o valor da tensão no não inversor é fixo. Você pode substituir esse resistor por um potenciômetro de 10K para ajustar a tensão de acordo com a exigência.

Podemos ajustar a sensibilidade do dispositivo usando o potenciômetro VR1 conectado em série com o LDR. Quando a tensão na entrada não inversora é maior ou igual à tensão de referência, a saída (no pino 6) da saída IC do amplificador operacional (PIN 6) fica ALTA. Saiba mais sobre como trabalhar com op-amp, seguindo os vários circuitos baseados em op-amp. De acordo com o diagrama do circuito, quando o LDR detecta qualquer atividade, a saída do IC do Op-amp fica BAIXA e o transistor PNP T1 começa a conduzir. Conseqüentemente, o LED começa a brilhar e o IC dos 555 timers é acionado. Aqui, o IC do temporizador 555 está no modo Astable e um atraso de tempo predefinido é fornecido por R3, R5 e C1. Portanto, sempre que alguma pessoa ou objeto entrar na área proibida, suas sombras serão detectadas pelo LDR e o circuito acionará o alarme.