Erstellen Sie eine einfache Bewegungsmelderschaltung mit einem 555-Timer, um Wechselstromlasten zu steuern

Bewegungssensor-Schaltkreise gibt es schon seit einiger Zeit im Internet. Diese Schaltkreise werden hauptsächlich zur Ansteuerung der Wechselstromlast (wie Lichter, Lüfter) in Hausautomations- oder IoT-Projekten verwendet. Es ist auch sehr häufig in der Fertigungsindustrie, wie auf Förderbändern, wo das Vorhandensein / die Position eines bestimmten Objekts erfasst werden muss.

In diesem Tutorial verwenden wir einen IR-Sensor mit einem NE555-Timer-IC, um Bewegungen zu erkennen und die Wechselstromlast entsprechend umzuschalten. Der 555-Timer-IC wird hier als Schalter verwendet. Da diese Schaltung einen digitalen Zeitgeber-IC verwendet, ist der Betrieb der Schaltung bei noch schnelleren Erkennungsgeschwindigkeiten schnell und genau. In unserem vorherigen Tutorial haben wir den 555-Timer als Verriegelungsschaltung kennengelernt. Dies ist die Anwendung dieser Schaltung. Wir werden die Schaltung auch demonstrieren, indem wir sie auf einem Stück Perf-Board entwerfen.

Erforderliche Komponenten zum Aufbau einer Bewegungsmelderschaltung

Eine Liste der Komponenten, die zum Aufbau einer Bewegungsmelderschaltung erforderlich sind, ist unten angegeben:

555 Timer IC
220KΩ-Widerstände * 2
100 kΩ Widerstand
1KΩ Widerstand
1uf Elektrolytkondensator
LED
220Ω Widerstand
SPDT-Relais * 2
In4007 Diode * 2
BC547 NPN-Transistor
BC557 PNP-Transistor
DC-Buchse
IR-Sensormodul

IR-Sensormodul - Eine kurze Einführung

IR steht für Infrarotstrahlung / Licht und ist die häufigste Methode zur Bewegungserkennung. Es gibt zwei Arten von IR-Sensoren:

PIR (passiver Infrarotsensor)
IR-Sensormodul

Infrarot tritt an die Stelle des elektromagnetischen Spektrums, das mit bloßem Auge nicht sichtbar ist. Alle heißen Objekte erzeugen diese IR-Strahlung, und indem wir diese Strahlung erfassen, können wir die Bewegung erfassen. Der PIR-Sensor sendet keine IR-Strahlung aus, sondern erfasst nur die Strahlung und wird daher als „passiv“ bezeichnet. Auf der anderen Seite haben wir IR-Module, die kontinuierlich einen IR-Impuls senden, und wenn dieser von einem Objekt zurückprallt, kann das Modul ihn mithilfe einer Fotodiode erkennen. Diese Fotodiode kann in diesem Fall nur Infrarotlicht und kein sichtbares Licht erfassen.

Zwei Hauptkomponenten eines IR-Sensormoduls sind IR-LED und Fotodiode. LED sieht genauso aus wie eine normale LED, sendet jedoch IR anstelle der sichtbaren Farben aus, mit denen wir vertraut sind. Die Fotodiode ist die Schlüsselkomponente, die die zurückgeworfenen Strahlungen erfasst.

In diesem Projekt verwenden wir ein aktives IR-Sensormodul, da es leicht verfügbar, erschwinglich und einfach zu bedienen ist.

555 Schaltplan des Timer-Bewegungsmelders

Die vollständige Bewegungsmelderschaltung unter Verwendung eines 555-Timers ist unten angegeben.

In der Schaltung sind die Stifte 2 und 6 verbunden, und auch die Stifte 4 und 8 sind verbunden. Der Ausgang der Spannungsteilerschaltung ist mit Pin 6 des IC verbunden. Ein Widerstand der Spannungsteilerschaltung ist über einen 1uF-Kondensator über den 100k-Widerstand mit dem Ausgangspin 3 verbunden. Ein Relais mit seiner Treiberschaltung ist zwischen Pin 2 und dem Pluspol des Kondensators angeschlossen. Eine LED ist auch über ihren Strombegrenzungswiderstand am Ausgang des IC angeschlossen. Die Basis des NPN-Transistors, der zur Steuerung des Ausgangsrelais verwendet wird, ist über einen 1K-Widerstand mit dem Ausgangspin 3 des IC verbunden. Die Basis des PNP-Transistors, der das Schaltrelais des IC ansteuert, ist mit dem Ausgang des IR-Sensormoduls verbunden.

Funktionsweise der Bewegungsmelderschaltung

Arbeitsweise des Bewegungssensorschaltung ist unten angegeben:

Aufgrund des Spannungsteilers liegt anfangs die Hälfte der Versorgungsspannung an den Pins 2 und 6 an, da wir einen Spannungsteiler mit einem gleichen Widerstandswert verwenden und daher der Ausgang des ICs AUS ist.
Wenn die Bewegung vom Sensor erfasst wird, beginnt der Kondensator, Strom durch den Widerstand R3 zu ziehen, um sich aufzuladen, und somit ändert sich der Spannungsabfall über dem Widerstand, wodurch die Spannung an Pin 2 unter 1/3 der Versorgungsspannungsmarke fällt. Dadurch wird der Ausgang des IC eingeschaltet.
Jetzt ist der Kondensator über den 100kΩ-Widerstand vollständig auf die Versorgungsspannung aufgeladen. Wenn die Bewegung erkannt wird, erkennt Pin 6 des Timer-IC erneut den geladenen Kondensator, der offensichtlich auf der Versorgungsspannung liegt und somit mehr als die 2/3 Marke überschreitet. Dadurch wird der Ausgang des IC ausgeschaltet.
Wenn Sie den Stromkreis ein wenig in der Nähe beobachten, können Sie sehen, dass wir anstelle eines Relais einen BJT verwenden können, und Sie haben Recht, aber leider funktioniert dies nicht. Der Grund ist wieder der Unterschied zwischen der idealen und der realen Welt. Wir verwenden überall BJTs, aber sie sind keine perfekten Schalter und haben einen Leckstrom, der in diesem Fall die Schaltung durcheinander bringt. Wir brauchen in diesem Fall einen idealen Schalter und verwenden daher ein Relais.
Die Transistoren dienen zur Ansteuerung der Relais. Wir verwenden einen PNP-Transistor, um das Hauptrelais anzusteuern, da das IR-Sensormodul an seinem Ausgang eine konstante Versorgungsspannung liefert und wenn es etwas erkennt, zieht es die Spannung auf Masse. Wir können einen NPN-Transistor verwenden, um das Ausgangsrelais anzusteuern, da der IC einen aktiv hohen Ausgang hat.

Demonstration der Schaltung des Bewegungssensors

Durch Befolgen des oben angegebenen Schaltplans des 555-Timer-Bewegungsmelders habe ich die Schaltung auf Perf-Board erstellt, deren Video am Ende des Artikels verfügbar ist. Auch die Bilder, die sich auf die Schaltung beziehen, sind unten angegeben.

Auf diese Weise können Sie den berühmten 555-Timer-IC in Kombination mit einem IR-Sensor verwenden, um eine Hochgeschwindigkeits-Bewegungssensorschaltung zu entwerfen. Wenn Sie irgendwelche Zweifel in Bezug auf die Schaltung haben, können Sie unten Ihren Kommentar hinterlassen.