Darkness detector er ganske enkelt en LDR (Light Dependent Resistor) grensesnitt firkantbølgegenerator. I dette prosjektet er firkantbølgeneratoren utviklet som en 555 Timer IC-basert ASTABLE MULTIVIBRATOR. Siden denne kretsen primært er basert på arbeidsprinsippet til LDR, må vi få de grunnleggende detaljene til LDR før vi går videre for å forstå denne LDR-kretsen. Figuren nedenfor viser et bilde av forskjellige typer LDR.
Hva er LDR?
LDR er laget av halvledermaterialer for å gjøre det mulig for dem å ha sine lysfølsomme egenskaper. Det er mange typer, men ett materiale er populært, og det er kadmiumsulfid (CdS). Disse LDR-ene eller FOTOREISTORENE arbeider etter prinsippet "Fotokonduktivitet". Nå som dette prinsippet sier er, når lys faller på overflaten til LDR (i dette tilfellet), vil konduktansen til elementet øke, eller med andre ord faller motstanden til LDR når lyset faller på overflaten til LDR. Denne egenskapen til reduksjonen i motstand for LDR oppnås fordi den er en egenskap av halvledermateriale som brukes på overflaten.
Her i denne mørke detektorkretsen er LDR konfigurert med 555 ASTABLE på en slik måte at 555 ASTABLE genererer firkantbølge når lysintensiteten går under et visst nivå.
Kretskomponenter
- +5 til +10 forsyningsspenning
- 555 IC
- 100KΩ motstand
- 22KΩ motstand
- 10KΩ motstand
- 1MΩ pott eller variabel motstand
- 104 (100nF) kondensator
- 2N3906 transistor
- LDR (hvilken som helst størrelse)
- Høyttaler (25Ω, 0,5WATT) eller en hvilken som helst annen høyttaler.
Kretsdiagram
Ovenfor figur viser kretsskjemaet for mørk detektoralarm. Etter noen observasjoner skal kretsen virke veldig lik ASTABLE MULTIVIBRATOR, det er fordi kretsen er en ASTABLE MULTIVIBRATOR med bare en modifikasjon. Denne modifiseringen gjøres ved RESET-pin (PIN4). I en vanlig ASTABLE vibrator er denne pinnen koblet til + 5V, men siden vi i dette tilfellet skal generere puls under forutsetning av fravær av lys, er den ikke koblet direkte til + 5v. Motstandsnettverket som tilbys ved RESET-pinnen, gir en virtuell jord for å fortsette å tilbakestille IC, og slik at firkantbølgeutgangen stoppes i nærvær av lys.
Transistoren her driver høyttaleren fordi høyttaleren drevet av IC ikke er en god idé. Høyttaleren her kan erstattes med lysdioder for å skape en utgangssvar fra belysning. Så når LED-lampene er plassert og mørket faller, vil vi ha et nødlys.
Transistoren her trenger ikke være en PNP-obligatorisk, men man kan erstatte den med en NPN, og pin-tilkoblingene skal kobles til tilsvarende.
Jobber
Før du går til forklaring, bør kretsen antas PÅ og ikke surrer i nærvær av lys. Denne tilstanden med å ikke surre i nærvær av lys kan oppnås ved å justere 1MΩ trimpotten. Nå i kretsen kan man observere en spenningsdeler med 1M, 100K på den ene siden og LDR på den andre, tilbakestillingspinnen er koblet til i midten. Trimmerpotten sies å være justert fordi den skaper nok motstand på den øverste grenen av spenningsdeleren til å slippe nesten alt potensialet (+ 5v) i selve toppgrenen. Dette etterlater en virtuell bakke midt på skillelinjen (reset pin). Siden RESET-pinnen på 555 er utløst et LAVT NIVÅ, vil tidtakeren IC tilbakestilles modus kontinuerlig, og det vil derfor ikke være noen firkantbølgeutgang som den burde være.Fra dette kan vi konkludere med at i nærvær av lys vil 555 IC være i fullstendig tilbakestilling og gir ingen utgang.
Nå når mørket faller på LDR, øker motstanden til LDR drastisk som forklart innledningsvis, denne økningen av motstand i den andre grenen (en med LDR) av spenningsdeleren vil være nok til å endre forholdet mellom spenningsdeling mellom de to grener av spenningsdeler. Når dette har skjedd, øker potensialet ved krysset mellom spenningsdelerkretsen fra 0V til 2V (omtrent). Og på samme måte stiger spenningen ved RESET-pinnen. Denne økningen i spenningen vil være nok til å løfte 555IC fra tilbakestillingsmodus. Når denne tilbakestillingsmodusen er løftet, genererer tidtakeren firkantbølgeutgang. Så det konkluderes med at når mørket faller på LDR, genereres firkantbølgeutgangen av tidtakeren.
Firkantbølgen generert av tidtakeren mates til PNP-transistoren for å drive høyttaleren. Så høyttaleren sender ut lyd som svar på firkantbølgen.
Vanlige feil
Selv etter justering av trimgryten slutter ikke summingen.
- LDR kan ha nok motstand til å sette et potensial på tilbakestillingspinnen. Sett en annen 100KΩ motstand i serie med 1MΩ potten.
- Sjekk om RESET-pinnen (PIN4) ved et uhell er koblet til + 5V-skinnen på noen måte.
Det surrer ikke selv i mørket.
- LDR utvikler kanskje ikke nok potensial ved tilbakestillingspinnen. Sett en gryte i serie med LDR og juster den for å bli summende.
Transistoren blir varm.
- Kjør signalet til 555 trau 100Ω motstanden til transistorbunnen.