Il circuito di recinzione luminosa viene utilizzato per rilevare la presenza di qualsiasi essere umano o oggetto in una particolare area. Il raggio di rilevamento del circuito Light Fence è di circa 1,5-3 metri. È abbastanza semplice progettare il circuito utilizzando LDR e amplificatore operazionale. Questo circuito portatile può funzionare senza problemi con una batteria da 9 V comunemente disponibile e il suono dell'allarme generato dal cicalino è abbastanza forte da rilevare la presenza di una persona, un veicolo o un oggetto.
Questo tipo di sistema di sicurezza può anche essere costruito utilizzando altri sensori invece di utilizzare LDR, come:
- Circuito antifurto basato su PIR
- Allarme di sicurezza basato su IR
- Circuito di allarme di sicurezza laser
- Circuito di allarme porta magnetico con sensore Hall
Componenti richiesti
- IC amplificatore operazionale LM741
- 555 timer IC
- BC557 - Transistor PNP
- LDR
- Resistore (210, 1K, 5.7K, 100k, 1M)
- Condensatore (0.1uf, 10uf)
- Potenziometro - 100K
- Cicalino
- GUIDATO
- Batteria - 9V
- Breadboard
LDR
LDR è un resistore dipendente dalla luce. Gli LDR sono realizzati con materiali semiconduttori per consentire loro di avere le loro proprietà fotosensibili. Ci sono molti tipi ma un materiale è popolare ed è il solfuro di cadmio (CdS). Questi LDR o FOTO RESISTORI funzionano secondo il principio della "Conduttività fotografica". Ciò che dice questo principio è che ogni volta che la luce cade sulla superficie dell'LDR (in questo caso) la conduttanza dell'elemento aumenta o, in altre parole, la resistenza dell'LDR cade quando la luce cade sulla superficie dell'LDR. Questa proprietà della diminuzione della resistenza per l'LDR è ottenuta perché è una proprietà del materiale semiconduttore utilizzato sulla superficie.
Pin 5. Pin di controllo: il pin di controllo è collegato dal pin di ingresso negativo del comparatore uno. L'ampiezza dell'impulso di uscita può essere controllata applicando la tensione a questo pin, indipendentemente dalla rete RC. Normalmente questo pin viene abbassato con un condensatore (0.01uF), per evitare interferenze di rumore indesiderate con il funzionamento.
Pin 6. THRESHOLD: la tensione del pin di soglia determina quando ripristinare il flip-flop nel timer. Il pin di soglia viene prelevato dall'ingresso positivo del comparatore superiore. Se il pin di controllo è aperto, una tensione uguale o superiore a VCC * (2/3) ripristinerà il flip-flop. Quindi l'uscita diventa bassa.
Pin 7. SCARICA: Questo pin è ricavato dal collettore aperto del transistor. Poiché il transistor (su cui è stato preso il pin di scarica, Q1) ha la sua base collegata a Qbar. Ogni volta che l'uscita si abbassa o il flip-flop viene ripristinato, il perno di scarica viene tirato a terra e il condensatore si scarica.
Pin 8. Alimentazione o VCC: è collegato a una tensione positiva (da + 3,6 V a + 15 V).
Schema elettrico
Lo schema elettrico completo per l' illuminazione automatica del recinto con allarme è mostrato sopra. LDR è posto rivolto verso l'ingresso e un potenziometro viene utilizzato per regolare la sensibilità del dispositivo. È inoltre possibile aggiungere un interruttore tra il pin negativo della batteria e il pin con messa a terra dell'LDR per controllare manualmente questo sistema di sicurezza.
Funzionamento del circuito di recinzione leggera
Qui, l'IC dell'amplificatore operazionale viene utilizzato come comparatore di tensione e l'IC del timer 555 viene posizionato in una modalità astabile. L'LDR e il potenziometro stanno creando un circuito divisore di tensione. L'uscita di questo circuito divisore cambierà in base all'intensità della luce che cade sull'LDR. Il divisore è collegato al pin invertente dell'IC amplificatore operazionale. Il pin non invertente è collegato all'alimentazione tramite una resistenza da 5,7Kohm, quindi il valore di tensione sul non invertente è fisso. È possibile sostituire questo resistore con un potenziometro da 10K per regolare la tensione secondo il requisito.
Possiamo regolare la sensibilità del dispositivo utilizzando il potenziometro VR1 collegato in serie con l'LDR. Quando la tensione sull'ingresso non invertente è maggiore o uguale alla tensione di riferimento, l'uscita (sul pin 6) dell'uscita IC dell'amplificatore operazionale (PIN 6) diventa HIGH. Scopri di più sul funzionamento dell'amplificatore operazionale seguendo i vari circuiti basati sull'amplificatore operazionale.
Secondo lo schema del circuito, quando LDR rileva un'attività, l'uscita dell'IC dell'amplificatore operazionale diventa BASSA e il transistor PNP T1 inizia a condurre. Quindi, il LED inizia a illuminarsi e l'IC del timer 555 viene attivato. Qui, l'IC del timer 555 è in modalità Astable e un ritardo di tempo preimpostato è fornito da R3, R5 e C1.
Pertanto, ogni volta che una persona o un oggetto entra in un'area proibita, le sue ombre verranno rilevate dall'LDR e il circuito attiva l'allarme.