Detektor teme je preprosto LDR (Light Dependent Resistor) vmesni generator kvadratnih valov. V tem projektu je generator kvadratnih valov razvit kot ASTABILNI MULTIVIBRATOR na osnovi 555 Timer IC. Ker to vezje temelji predvsem na principu delovanja LDR, moramo pred nadaljnjim razumevanjem tega LDR vezja dobiti osnovne podrobnosti LDR. Spodnja slika prikazuje sliko različnih vrst LDR.
Kaj je LDR?
LDR-ji so narejeni iz polprevodniških materialov, da jim omogočijo svetlobno občutljive lastnosti. Obstaja veliko vrst, vendar je en material priljubljen in to je kadmijev sulfid (CdS). Ti LDR-ji ali PHOTO REISTORS delujejo po principu "Photo Conductivity". To pravilo pravi, da kadar koli svetloba pade na površino LDR (v tem primeru) se prevodnost elementa poveča ali z drugimi besedami odpor LDR pade, ko svetloba pade na površino LDR. Ta lastnost zmanjšanja upora za LDR je dosežena, ker je lastnost polprevodniškega materiala, ki se uporablja na površini.
Tu v tem vezju detektorja teme je LDR nastavljen s 555 ASTABLE tako, da 555 ASTABLE ustvarja kvadratni val, ko intenzivnost svetlobe pade pod določeno raven.
Komponente vezja
- +5 do +10 napajalne napetosti
- 555 IK
- 100KΩ upor
- 22KΩ upor
- 10KΩ upor
- 1MΩ lonec ali spremenljivi upor
- 104 (100nF) kondenzator
- Tranzistor 2N3906
- LDR (poljubna velikost)
- Zvočnik (25Ω, 0,5 WATT) ali kateri koli drug zvočnik.
Shema vezja
Zgornja slika prikazuje diagram vezja alarma temnega detektorja. Po nekaj opazovanjih bi moralo biti vezje zelo podobno ASTABILNEMU MULTIVIBRATORJU, to je zato, ker je vezje ASTABILNI MULTIVIBRATOR z samo eno modifikacijo. Ta sprememba se izvede na RESET pin (PIN4). V običajnem ASTABLE vibratorju je ta zatič povezan z + 5V, ker pa naj bi v tem primeru generiral impulz pod pogojem, da ni svetlobe, ni povezan neposredno z + 5v. Omrežje uporov, ki je na voljo na zatiču RESET, zagotavlja navidezno ozemljitev, tako da lahko IC ponavadi ponastavlja, zato se izhod kvadratnega vala ustavi v prisotnosti svetlobe.
Tranzistor tukaj poganja zvočnik, ker zvočnik, ki ga poganja IC, ni dobra ideja. Zvočnik je tu mogoče zamenjati z LED, da se ustvari izhodni odziv osvetlitve. Torej, ko bodo LED postavljene in bo tema padla, bomo imeli zasilno lučko.
Tranzistor tukaj ni nujno PNP, vendar ga je mogoče zamenjati z NPN, zato je treba ustrezno priključiti pin priključke.
Delo
Preden gremo na razlago, je treba domnevati, da je vezje vklopljeno in da v prisotnosti svetlobe ne brni. Ta pogoj brez hrupa v prisotnosti svetlobe je mogoče doseči s prilagoditvijo lonca za obrezovanje 1MΩ. Zdaj v vezju lahko opazujemo napetostni delilnik z 1M, 100K na eni strani in LDR na drugi strani, ponastavitveni zatič je povezan na sredini. Trim lonec naj bi bil nastavljen, ker ustvarja dovolj odpornosti na zgornji veji delilnika napetosti, da spusti skoraj ves potencial (+ 5v) v zgornji veji. Tako ostane navidezna tla na sredini delilnika (ponastavitveni zatič). Ker je zatič RESET 555 sprožen LOW LEVEL, se bo časovnik IC neprestano ponastavljal in tako ne bo izhoda kvadratnega vala, kot bi moral biti.Iz tega lahko sklepamo, da bo 555 IC v prisotnosti svetlobe popolnoma ponastavljen in ne daje izhoda.
Zdaj, ko tema pade na LDR, se upor LDR drastično poveča, kot je razloženo v uvodu, to povečanje upora v drugi veji (ena z LDR) delilnika napetosti bo dovolj za spremembo razmerja med delitvijo napetosti med obema veje odseka delilnika napetosti. Ko se to zgodi, se potencial na stičišču vezja napetostnega delilnika poveča od 0V na 2V (približno). In podobno narašča napetost na zatiču RESET. Ta dvig napetosti bo dovolj, da 555IC dvigne iz načina ponastavitve. Ko je ta način ponastavitve preklican, časovnik generira kvadratne valove. Tako se sklene, da ko LDR spusti temo, časovnik ustvari izhod kvadratnega vala.
Kvadratni val, ki ga generira časovnik, se napaja na tranzistor PNP za pogon zvočnika. Tako zvočnik oddaja zvok kot odziv na kvadratni val.
Pogoste napake
Tudi po nastavitvi trim lonca se brenčanje ne ustavi.
- LDR ima lahko dovolj odpornosti, da na potencialnem zatiču prikaže potencial. V serijo postavite še en 100KΩ upor z 1MΩ loncem.
- Preverite, ali je zatič RESET (PIN4) na kakršen koli način pomotoma priključen na tirnico + 5V.
Tudi v temi ni brenčanja.
- LDR morda ne razvija dovolj potenciala na ponastavitvenem zatiču. Lonec postavite v serijo z LDR in ga prilagodite, da začne brenčati.
Tranzistor se segreva.
- Signal 555 usmerite skozi 100Ω upor na dno tranzistorja.