Der Dunkelheitsdetektor ist einfach ein Rechteckwellengenerator mit LDR-Schnittstelle (Light Dependent Resistor). In diesem Projekt wird der Rechteckwellengenerator als 555 Timer IC-basierter ASTABLE MULTIVIBRATOR entwickelt. Da diese Schaltung in erster Linie auf dem Arbeitsprinzip des LDR basiert, müssen wir die grundlegenden Details des LDR kennen, bevor wir diese LDR-Schaltung weiter verstehen. Die folgende Abbildung zeigt ein Bild verschiedener LDR-Typen.
Was ist LDR?
LDRs werden aus Halbleitermaterialien hergestellt, damit sie ihre lichtempfindlichen Eigenschaften haben. Es gibt viele Arten, aber ein Material ist beliebt und es ist Cadmiumsulfid (CdS). Diese LDRs oder PHOTO REISTORS arbeiten nach dem Prinzip der „Fotoleitfähigkeit“. Dieses Prinzip besagt nun, dass immer dann, wenn Licht auf die Oberfläche des LDR fällt (in diesem Fall), die Leitfähigkeit des Elements zunimmt oder mit anderen Worten der Widerstand des LDR fällt, wenn das Licht auf die Oberfläche des LDR fällt. Diese Eigenschaft der Widerstandsabnahme für den LDR wird erreicht, weil es sich um eine Eigenschaft des auf der Oberfläche verwendeten Halbleitermaterials handelt.
Hier in dieser dunklen Detektorschaltung ist konfiguriert, um mit LDR 555 astabilen in der Weise, daß 555 astabilen Rechteckwelle erzeugt, wenn die Lichtintensität unter einem bestimmten Wert hinausgeht.
Schaltungskomponenten
- +5 bis +10 Versorgungsspannung
- 555 IC
- 100KΩ Widerstand
- 22KΩ Widerstand
- 10KΩ Widerstand
- 1 MΩ Topf oder variabler Widerstand
- 104 (100 nF) Kondensator
- 2N3906 Transistor
- LDR (jede Größe)
- Lautsprecher (25Ω, 0,5WATT) oder ein anderer Lautsprecher.
Schaltplan
Die obige Abbildung zeigt den Schaltplan des Dunkeldetektoralarms. Nach einiger Beobachtung sollte die Schaltung dem ASTABLE MULTIVIBRATOR sehr ähnlich erscheinen, da die Schaltung ein ASTABLE MULTIVIBRATOR mit nur einer Modifikation ist. Diese Änderung erfolgt am RESET-Pin (PIN4). In einem normalen ASTABLE-Vibrator ist dieser Pin mit +5 V verbunden, aber da in diesem Fall unter der Bedingung, dass kein Licht vorhanden ist, ein Impuls erzeugt werden soll, ist er nicht direkt mit +5 V verbunden. Das am RESET-Pin bereitgestellte Widerstandsnetzwerk stellt eine virtuelle Masse bereit, um den IC weiter zurückzusetzen, und so wird der Rechteckwellenausgang bei Vorhandensein von Licht gestoppt.
Der Transistor hier steuert den Lautsprecher an, da der vom IC gesteuerte Lautsprecher keine gute Idee ist. Der Lautsprecher kann hier durch LEDs ersetzt werden, um eine Ausgangsreaktion der Beleuchtung zu erzeugen. Sobald die LEDs platziert sind und die Dunkelheit hereinbricht, haben wir ein Not-Rückfahrlicht.
Der Transistor muss hier kein PNP sein, aber man kann ihn durch einen NPN ersetzen und die Pin-Verbindungen sollten entsprechend angeschlossen werden.
Arbeiten
Bevor Sie zur Erklärung gehen, sollte davon ausgegangen werden, dass die Schaltung eingeschaltet ist und bei Vorhandensein von Licht nicht summt. Dieser Zustand des Nicht-Summens bei Vorhandensein von Licht kann durch Einstellen des 1-MΩ-Trimmtopfs erreicht werden. Jetzt kann man in der Schaltung einen Spannungsteiler mit 1M, 100K auf der einen Seite und LDR auf der anderen Seite beobachten, der Reset-Pin ist in der Mitte angeschlossen. Der Trimmertopf soll eingestellt werden, um am oberen Zweig des Spannungsteilers genügend Widerstand zu erzeugen, um fast das gesamte Potential (+ 5 V) im oberen Zweig selbst abzufallen. Dies hinterlässt einen virtuellen Boden in der Mitte des Teilers (Reset-Pin). Da der RESET-Pin von 555 durch LOW LEVEL ausgelöst wird, wird der Timer-IC kontinuierlich in den Reset-Modus versetzt, sodass kein Rechteckwellenausgang ausgegeben wird, wie er sein sollte.Daraus können wir schließen, dass der 555 IC bei Vorhandensein von Licht vollständig zurückgesetzt wird und keine Ausgabe liefert.
Wenn nun die Dunkelheit auf den LDR fällt, steigt der Widerstand des LDR drastisch an, wie in der Einleitung erläutert. Diese Erhöhung des Widerstands im zweiten Zweig (einer mit LDR) des Spannungsteilers reicht aus, um das Verhältnis der Spannungsteilung zwischen den beiden zu ändern Zweige des Spannungsteilers. Sobald dies geschieht, steigt das Potential an der Verbindungsstelle der Spannungsteilerschaltung von ungefähr 0 V auf 2 V an. Ebenso steigt die Spannung am RESET-Pin an. Dieser Spannungsanstieg reicht aus, um den 555IC aus dem Reset-Modus zu heben. Sobald dieser Rücksetzmodus aufgehoben ist, erzeugt der Timer eine Rechteckwellenausgabe. Daraus wird geschlossen, dass sobald die Dunkelheit auf den LDR fällt, der Rechteckwellenausgang vom Timer erzeugt wird.
Die vom Timer erzeugte Rechteckwelle wird dem PNP-Transistor zugeführt, um den Lautsprecher anzusteuern. Der Lautsprecher gibt also Ton als Reaktion auf die Rechteckwelle aus.
Häufige Fehler
Auch nach dem Einstellen des Trimmtopfs hört das Summen nicht auf.
- Der LDR hat möglicherweise genug Widerstand, um ein Potential an den Rücksetzstift zu legen. Schalten Sie einen weiteren 100KΩ-Widerstand in Reihe mit dem 1MΩ-Topf.
- Überprüfen Sie, ob der RESET-Pin (PIN4) versehentlich in irgendeiner Weise mit der + 5V-Schiene verbunden ist.
Selbst im Dunkeln gibt es kein Summen.
- LDR entwickelt möglicherweise nicht genügend Potenzial am Reset-Pin. Stellen Sie einen Topf mit LDR in Reihe und stellen Sie ihn so ein, dass er summt.
Der Transistor wird heiß.
- Das Signal von 555 über den 100Ω-Widerstand an die Basis des Transistors ansteuern.