Byg et simpelt bevægelsesdetektorkredsløb ved hjælp af 555 timer til at kontrollere vekselstrømsbelastninger

Bevægelsessensorkredsløb er der på Internettet i et stykke tid nu. Disse kredsløb bruges hovedsageligt til at drive AC-belastning (som lys, blæsere) i hjemmeautomatisering eller IoT-projekter. Det er også meget almindeligt i fremstillingsindustrien, som på transportbånd, hvor tilstedeværelsen / placeringen af et bestemt objekt skal detekteres.

Så i denne vejledning skal vi bruge en IR-sensor med en NE555 Timer IC til at detektere bevægelse og skifte AC-belastning i henhold til det. 555 timer IC bruges her som switch. Da dette kredsløb bruger en digital timer IC, så fungerer kredsløbet hurtigt og præcist med endnu hurtigere detektionshastigheder. I vores tidligere vejledning lærte vi om 555-timeren som et låsekredsløb. Dette er anvendelsen af det kredsløb, vi vil også demonstrere kredsløbet ved at designe det på et stykke perf-board.

Komponenter, der kræves for at opbygge et bevægelsesdetektorkredsløb

En liste over komponenter, der kræves for at opbygge et bevægelsesdetektorkredsløb, er angivet nedenfor:

555 timer IC
220KΩ modstande * 2
100kΩ modstand
1KΩ modstand
1uf elektrolytkondensator
LED
220Ω modstand
SPDT-relæ * 2
In4007-diode * 2
BC547 NPN transistor
BC557 pnp transistor
DC-stik
IR-sensormodul

IR-sensormodul - En kort introduktion

IR står for infrarød stråling / lys, og det er den mest almindelige måde at detektere bevægelse på. Der er to typer IR-sensorer:

PIR (passiv infrarød sensor)
IR-sensormodul

Infrarød kommer på stedet for det elektromagnetiske spektrum, som ikke er synligt for blotte øjne. Alle de varme genstande genererer disse IR-stråling, og ved at opdage disse stråling kan vi mærke bevægelsen. PIR-sensoren udsender ikke IR-stråling, men registrerer kun strålingerne og kaldes derfor ”passiv”. På den anden side har vi IR-moduler, der kontinuerligt sender en IR-puls, og når den springer tilbage fra et objekt, kan modulet registrere det ved hjælp af en fotodiode. Denne fotodiode kan i dette tilfælde kun registrere infrarødt lys og ikke synligt lys.

To hovedkomponenter i et IR-sensormodul er IR-LED og fotodiode. LED ligner nøjagtigt en normal LED, men den udsender IR i stedet for de synlige farver, som vi kender. Fotodiode er nøglekomponenten, der registrerer strålingen, der er sprunget tilbage.

I dette projekt bruger vi et aktivt IR-sensormodul, da det er let tilgængeligt, overkommeligt og nemt at bruge.

555 Diagram over kredsløb til bevægelsesdetektor

Det komplette bevægelsessensorkredsløb ved hjælp af en 555 timer er angivet nedenfor.

I kredsløbet er stifter 2 og 6 forbundet, og også stifter 4 og 8 er forbundet. Outputtet fra spændingsdelerkredsløbet er forbundet til IC 6's pin 6. En modstand i spændingsdelerkredsløbet er forbundet via en 1uF kondensator til udgangsstiften 3 gennem 100k modstanden. Et relæ med dets driverkredsløb er forbundet mellem pin 2 og kondensatorens positive terminal. En LED er også forbundet via sin strømbegrænsende modstand ved udgangen af IC. Basen på NPN-transistoren, der anvendes til styring af udgangsrelæet, er forbundet til IC'ens udgangsstift 3 via en 1K modstand. Basen af PNP-transistoren, der driver IC's koblingsrelæ, er forbundet til udgangen fra IR-sensormodulet.

Arbejde med bevægelsesdetektor kredsløb

Arbejde af bevægelsesføler kredsløb er angivet nedenfor:

Oprindeligt, på grund af spændingsdeleren, er halvdelen af forsyningsspændingen der på ben 2 og 6, fordi vi bruger en spændingsdeler med samme værdi af modstande, og således er udgangen af IC OFF.
Når bevægelsen detekteres af sensoren, begynder kondensatoren at trække strøm gennem modstanden R3 for at oplade, og dermed ændres spændingsfaldet over modstanden, hvilket igen får spændingen ved pin 2 til at gå under 1/3 af forsyningsspændingsmærket. Dette tænder IC-output.
Nu er kondensatoren fuldt opladet til forsyningsspændingen gennem 100kΩ modstanden. Når bevægelsen detekteres, registrerer pin 6 i timeren IC igen den opladede kondensator, som tydeligvis er ved forsyningsspændingen og dermed går mere end 2/3 mærket. Dette slukker for IC-output.
Hvis du observerer kredsløbet lidt tæt, kan du se, at vi kan bruge en BJT i stedet for relæ, og du har ret, men desværre fungerer dette ikke. Årsagen er igen forskellen mellem den ideelle og den virkelige verden. Vi bruger BJT'er overalt, men de er ikke perfekte kontakter og har en vis lækstrøm, som i dette tilfælde ødelægger kredsløbet. Vi har brug for en ideel kontakt i dette tilfælde, og derfor bruger vi et relæ.
Transistorer bruges til at drive relæerne. Vi bruger en PNP-transistor til at drive hovedrelæet, fordi IR-sensormodulet giver en konstant forsyningsspænding ved dets udgang, og når det registrerer noget, trækker det spændingen til jorden. Vi kan bruge en NPN-transistor til at drive outputrelæet, da IC har aktiv høj output.

Demonstration af bevægelsessensorkredsløb

Ved at følge 555 timer bevægelsesdetektor kredsløbsdiagrammet angivet ovenfor oprettede jeg kredsløbet på perf-board, hvis video er tilgængelig i slutningen af artiklen. Billederne relateret til kredsløbet er også angivet nedenfor.

Sådan kan du bruge den berømte 555-timer IC i kombination med en IR-sensor til at designe et højhastigheds bevægelsessensorkredsløb. Hvis du er i tvivl om kredsløbet, er du velkommen til at efterlade din kommentar nedenfor.