วงจรรั้วไฟอัตโนมัติพร้อมสัญญาณเตือน

วงจรรั้วแสงใช้เพื่อตรวจจับการปรากฏตัวของมนุษย์หรือวัตถุใด ๆ ในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง ช่วงการตรวจจับของ Light Fence Circuit อยู่ที่ประมาณ 1.5 ถึง 3 เมตร การออกแบบวงจรโดยใช้ LDR และ Op-amp นั้นค่อนข้างง่าย วงจรแบบพกพานี้สามารถทำงานได้อย่างราบรื่นด้วยแบตเตอรี่ 9V ที่หาได้ทั่วไปและเสียงสัญญาณเตือนที่เกิดจากกริ่งดังพอที่จะตรวจจับได้ว่ามีมนุษย์ยานพาหนะหรือวัตถุอยู่

ระบบรักษาความปลอดภัยประเภทนี้ยังสามารถสร้างขึ้นโดยใช้เซ็นเซอร์อื่นแทนการใช้ LDR เช่น:

• วงจรสัญญาณกันขโมยแบบ PIR
• สัญญาณเตือนความปลอดภัยจาก IR
• วงจรเตือนภัยด้วยเลเซอร์
• วงจรสัญญาณเตือนประตูแม่เหล็กโดยใช้ Hall Sensor

ส่วนประกอบที่จำเป็น

• LM741 โอปแอมป์ IC
• IC จับเวลา 555
• BC557 - ทรานซิสเตอร์ PNP
• LDR
• ตัวต้านทาน (210, 1K, 5.7K, 100k, 1M)
• ตัวเก็บประจุ (0.1uf, 10uf)
• โพเทนชิออมิเตอร์ - 100K
• Buzzer
• LED
• แบตเตอรี่ - 9V
• เขียงหั่นขนม

LDR

LDR เป็น ไฟขึ้นอยู่กับตัวต้านทานLDR ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เพื่อให้มีคุณสมบัติไวต่อแสง มีหลายประเภท แต่นิยมใช้วัสดุชนิดหนึ่งคือแคดเมียมซัลไฟด์ (CdS) LDRs หรือ PHOTO RESISTORS เหล่านี้ทำงานบนหลักการของ“ Photo Conductivity” ตอนนี้สิ่งที่หลักการนี้กล่าวคือเมื่อใดก็ตามที่แสงตกอยู่บนพื้นผิวของ LDR (ในกรณีนี้) เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าขององค์ประกอบที่เพิ่มขึ้นหรือในคำอื่น ๆ ที่ความต้านทานของ LDR ที่ตกเมื่อแสงตกอยู่บนพื้นผิวของ LDR คุณสมบัติของการลดลงของความต้านทานสำหรับ LDR นี้ทำได้เนื่องจากเป็นคุณสมบัติของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้กับพื้นผิว

พิน 5. พินควบคุม: พินควบคุมเชื่อมต่อจากพินอินพุตเชิงลบของตัวเปรียบเทียบหนึ่ง ความกว้างของเอาต์พุตพัลส์สามารถควบคุมได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่พินนี้โดยไม่คำนึงถึงเครือข่าย RC โดยปกติพินนี้จะถูกดึงลงด้วยตัวเก็บประจุ (0.01uF) เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนเสียงที่ไม่ต้องการกับการทำงาน

Pin 6. THRESHOLD: แรงดันพินเกณฑ์กำหนดว่าเมื่อใดควรรีเซ็ตฟลิปฟล็อปในตัวจับเวลา พินเกณฑ์ถูกดึงมาจากอินพุตบวกของตัวเปรียบเทียบด้านบน หากพินควบคุมเปิดอยู่แรงดันไฟฟ้าเท่ากับหรือมากกว่า VCC * (2/3) จะรีเซ็ตฟลิปฟล็อป ดังนั้นผลลัพธ์จึงต่ำ

Pin 7. DISCHARGE: พินนี้ดึงมาจาก open collector ของทรานซิสเตอร์ เนื่องจากทรานซิสเตอร์ (ซึ่งยึดพินดิสชาร์จ Q1) จึงเชื่อมต่อฐานกับ Qbar เมื่อใดก็ตามที่เอาท์พุตต่ำหรือฟลิปฟล็อปถูกรีเซ็ตพินดิสชาร์จจะถูกดึงลงกราวด์และคาปาซิเตอร์จะปล่อยประจุ

Pin 8. Power หรือ VCC: เชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าบวก (+ 3.6v ถึง + 15v)

แผนภูมิวงจรรวม

แผนผังวงจรที่สมบูรณ์สำหรับไฟรั้วอัตโนมัติพร้อมสัญญาณเตือนแสดงไว้ด้านบน วาง LDR โดยหันไปทางทางเข้าและใช้โพเทนชิออมิเตอร์เพื่อปรับความไวของอุปกรณ์ คุณยังสามารถเพิ่มสวิตช์ระหว่างขาขั้วลบของแบตเตอรี่และขาต่อสายดินของ LDR เพื่อควบคุมระบบรักษาความปลอดภัยนี้ด้วยตนเอง

การทำงานของวงจร Light Fence

ที่นี่ op-amp IC ใช้เป็นตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าและ IC ตัวจับเวลา 555 จะอยู่ในโหมด astable LDR และโพเทนชิออมิเตอร์กำลังสร้างวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า เอาต์พุตของวงจรแบ่งนี้จะเปลี่ยนไปตามความเข้มของแสงที่ตกบน LDR ตัวแบ่งเชื่อมต่อกับขากลับด้านของ Op-amp IC พินที่ไม่กลับด้านเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายผ่านตัวต้านทาน 5.7Kohm ดังนั้นค่าแรงดันไฟฟ้าที่ไม่กลับด้านจึงได้รับการแก้ไข คุณสามารถเปลี่ยนตัวต้านทานนี้ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์ 10K เพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าตามความต้องการ

เราสามารถปรับความไวของอุปกรณ์ได้โดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ VR1 ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับ LDR เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตแบบไม่กลับด้านมากกว่าหรือเท่ากับแรงดันอ้างอิงเอาต์พุต (ที่พิน 6) ของเอาต์พุต IC ของออปแอมป์ (PIN 6) จะสูงขึ้น เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของ op-amp โดยทำตามวงจรที่ใช้ op-amp ต่างๆ

ตามแผนภาพวงจรเมื่อ LDR ตรวจพบกิจกรรมใด ๆ เอาต์พุตของ Op-amp IC จะอยู่ในระดับต่ำและทรานซิสเตอร์ PNP T1 จะเริ่มดำเนินการ ดังนั้นไฟ LED จึงเริ่มเรืองแสงและ IC จับเวลา 555 จะทำงาน ที่นี่ IC ตัวจับเวลา 555 อยู่ในโหมด Astable และการหน่วงเวลาที่ตั้งไว้ล่วงหน้ามีให้โดย R3, R5 และ C1

ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่บุคคลหรือวัตถุเข้ามาในพื้นที่ต้องห้าม LDR จะตรวจจับเงาของเขาและวงจรจะกระตุ้นสัญญาณเตือน