เครื่องตรวจจับความมืดเป็นเพียงตัวกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมที่เชื่อมต่อกับ LDR (Light Dependent Resistor) ในโครงการนี้เครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมได้รับการพัฒนาเป็น 555 Timer IC ที่ใช้ ASTABLE MULTIVIBRATOR เนื่องจากวงจรนี้มีพื้นฐานมาจากหลักการทำงานของ LDRเป็นหลักก่อนที่จะทำความเข้าใจวงจร LDRนี้เพิ่มเติมเราจึงต้องได้รับรายละเอียดพื้นฐานของ LDR รูปด้านล่างแสดงภาพของ LDR ประเภทต่างๆ
LDR คืออะไร?
LDR ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เพื่อให้มีคุณสมบัติไวต่อแสง มีหลายประเภท แต่นิยมใช้วัสดุชนิดหนึ่งคือแคดเมียมซัลไฟด์ (CdS) LDRs หรือ PHOTO REISTORS เหล่านี้ทำงานบนหลักการของ“ Photo Conductivity” หลักการนี้กล่าวว่าเมื่อใดก็ตามที่แสงตกลงบนพื้นผิวของ LDR (ในกรณีนี้) การนำไฟฟ้าขององค์ประกอบจะเพิ่มขึ้นหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือความต้านทานของ LDR จะตกลงเมื่อแสงตกลงบนพื้นผิวของ LDR คุณสมบัติของการลดลงของความต้านทานสำหรับ LDR นี้ทำได้เนื่องจากเป็นคุณสมบัติของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้กับพื้นผิว
ในวงจรตรวจจับความมืดนี้LDR ถูกกำหนดค่าด้วย 555 ASTABLE ในลักษณะที่ 555 ASTABLE สร้างคลื่นสี่เหลี่ยมเมื่อความเข้มของแสงต่ำกว่าระดับหนึ่ง
ส่วนประกอบของวงจร
- +5 ถึง +10 แรงดันไฟฟ้า
- 555 ไอซี
- ตัวต้านทาน100KΩ
- ตัวต้านทาน22KΩ
- ตัวต้านทาน10KΩ
- หม้อ1MΩหรือตัวต้านทานตัวแปร
- ตัวเก็บประจุ 104 (100nF)
- 2N3906 ทรานซิสเตอร์
- LDR (ทุกขนาด)
- ลำโพง (25Ω, 0.5WATT) หรือลำโพงอื่น ๆ
แผนภูมิวงจรรวม
ดังกล่าวข้างต้นแสดงให้เห็นว่ารูปวงจรของการปลุกตรวจจับเข้มหลังจากสังเกตบางอย่างวงจรน่าจะคล้ายกับ ASTABLE MULTIVIBRATOR นั่นเป็นเพราะวงจรเป็น ASTABLE MULTIVIBRATOR ที่มีการดัดแปลงเพียงครั้งเดียว การแก้ไขนี้ทำได้ที่ RESET พิน (PIN4) ในเครื่องสั่น ASTABLE ปกติพินนี้เชื่อมต่อกับ + 5V แต่เนื่องจากในกรณีนี้เราควรสร้างพัลส์ในสภาวะที่ไม่มีแสงจึงไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรงกับ + 5v เครือข่ายตัวต้านทานที่ให้ไว้ที่พิน RESET ให้กราวด์เสมือนดังนั้นเพื่อทำการรีเซ็ต IC ต่อไปและดังนั้นเอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยมจึงหยุดลงเมื่อมีแสง
ทรานซิสเตอร์ที่นี่ขับลำโพงเนื่องจากลำโพงที่ขับเคลื่อนด้วย IC ไม่ใช่ความคิดที่ดี ลำโพงที่นี่สามารถเปลี่ยนเป็น LED เพื่อสร้างการตอบสนองของแสงที่ส่งออกได้ ดังนั้นเมื่อติดตั้ง LED และความมืดมิดลงเราจะมีไฟสำรองฉุกเฉิน
ทรานซิสเตอร์ที่นี่ไม่จำเป็นต้องเป็น PNP บังคับ แต่สามารถแทนที่ด้วย NPN และควรเชื่อมต่อพินตามนั้น
กำลังทำงาน
ก่อนที่จะอธิบายควรถือว่าวงจรเปิดอยู่และไม่ได้ส่งเสียงพึมพำต่อหน้าแสง เงื่อนไขของการไม่ส่งเสียงพึมพำในที่ที่มีแสงสามารถทำได้โดยการปรับหม้อตัด1MΩ ตอนนี้ในวงจรเราสามารถสังเกตตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่มี 1M, 100K ที่ด้านหนึ่งและ LDR อีกด้านหนึ่งพินรีเซ็ตจะเชื่อมต่ออยู่ตรงกลาง หม้อทริมเมอร์ได้รับการกล่าวขานว่าได้รับการปรับเปลี่ยนเนื่องจากการสร้างความต้านทานบนกิ่งด้านบนของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าเพียงพอที่จะลดค่าศักย์ไฟฟ้า (+ 5v) เกือบทั้งหมดในสาขาด้านบน สิ่งนี้จะทิ้งกราวด์เสมือนไว้ตรงกลางของตัวแบ่ง (พินรีเซ็ต) เนื่องจากพิน RESET ของ 555 เป็น LOW LEVEL ที่ทริกเกอร์ IC จับเวลาจะถูกรีเซ็ตอย่างต่อเนื่องดังนั้นจึงไม่มีเอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยมอย่างที่ควรจะเป็นจากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าเมื่อมีแสง 555 IC จะถูกรีเซ็ตโดยสมบูรณ์และไม่มีเอาต์พุต
ตอนนี้เมื่อความมืดตกลงบน LDR ความต้านทานของ LDR จะเพิ่มขึ้นอย่างมากตามที่อธิบายไว้ในบทนำการเพิ่มขึ้นของความต้านทานในสาขาที่สอง (หนึ่งที่มี LDR) ของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าจะเพียงพอที่จะเปลี่ยนอัตราส่วนของการแบ่งปันแรงดันไฟฟ้าระหว่างทั้งสอง กิ่งก้านของส่วนแบ่งแรงดันไฟฟ้า เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นศักย์ที่จุดต่อของวงจรแบ่งแรงดันจะเพิ่มขึ้นจาก 0V เป็น 2V (โดยประมาณ) และในทำนองเดียวกันแรงดันไฟฟ้าที่ขา RESET จะเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นนี้จะเพียงพอที่จะยก 555IC จากโหมดรีเซ็ต เมื่อโหมดรีเซ็ตนี้ถูกยกขึ้นตัวจับเวลาจะสร้างเอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยม ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าเมื่อความมืดตรงกับ LDR เอาท์พุตคลื่นสี่เหลี่ยมจะถูกสร้างขึ้นโดยตัวจับเวลา
คลื่นสี่เหลี่ยมที่สร้างขึ้นโดยตัวจับเวลาจะถูกป้อนเข้ากับทรานซิสเตอร์ PNP เพื่อขับเคลื่อนลำโพง ดังนั้นลำโพงจึงส่งเสียงตอบสนองต่อคลื่นสี่เหลี่ยม
ข้อผิดพลาดทั่วไป
แม้หลังจากปรับแต่งหม้อแล้วเสียงหึ่งไม่หยุด
- LDR อาจมีความต้านทานเพียงพอที่จะทำให้พินรีเซ็ตมีศักยภาพ ใส่ตัวต้านทาน100KΩอีกชุดพร้อมหม้อ1MΩ
- ตรวจสอบว่าพิน RESET (PIN4) เชื่อมต่อกับราง + 5V โดยไม่ได้ตั้งใจหรือไม่
ไม่มีเสียงหึ่งแม้ในความมืด
- LDR อาจพัฒนาศักยภาพไม่เพียงพอที่พินรีเซ็ต ใส่หม้อในซีรีส์ที่มี LDR แล้วปรับให้ดังหึ่ง
ทรานซิสเตอร์เริ่มร้อน
- ขับสัญญาณ 555 รางตัวต้านทาน100Ωไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์