Il rilevatore di oscurità è semplicemente un generatore di onde quadre interfacciato con LDR (Light Dependent Resistor). In questo progetto il generatore di onde quadre è stato sviluppato come un MULTIVIBRATORE ASTABILE basato su 555 Timer IC. Poiché questo circuito si basa principalmente sul principio di funzionamento di LDR, prima di andare oltre per comprendere questo circuito LDR, dobbiamo ottenere i dettagli di base dell'LDR. La figura seguente mostra un'immagine di vari tipi di LDR.
Cos'è LDR?
Gli LDR sono realizzati con materiali semiconduttori per consentire loro di avere le loro proprietà sensibili alla luce. Ci sono molti tipi ma un materiale è popolare ed è il solfuro di cadmio (CdS). Questi LDR o PHOTO REISTORS funzionano secondo il principio della "Photo Conductivity". 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.
Qui in questo circuito del rivelatore scuro, LDR è configurato con 555 ASTABLE in modo tale che 555 ASTABLE generi un'onda quadra quando l'intensità della luce scende al di sotto di un certo livello.
Componenti del circuito
- Tensione di alimentazione da +5 a +10
- 555 IC
- Resistenza da 100KΩ
- Resistenza da 22KΩ
- Resistenza da 10KΩ
- Pot 1 MΩ o resistore variabile
- Condensatore 104 (100nF)
- Transistor 2N3906
- LDR (qualsiasi dimensione)
- Altoparlante (25 Ω, 0,5 WATT) o qualsiasi altro altoparlante.
Schema elettrico
La figura sopra mostra lo schema elettrico dell'allarme del rilevatore di buio. Dopo qualche osservazione il circuito dovrebbe sembrare molto simile al MULTIVIBRATORE ASTABILE, perché il circuito è un MULTIVIBRATORE ASTABILE con una sola modifica. Questa modifica viene eseguita al pin RESET (PIN4). In un normale vibratore ASTABILE questo pin è collegato a + 5V, ma poiché in questo caso dovremmo generare impulsi in condizione di assenza di luce non è collegato direttamente a + 5v. La rete di resistori fornita al pin RESET fornisce una massa virtuale in modo da continuare a resettare l'IC e quindi l'uscita dell'onda quadra viene interrotta in presenza di luce.
Il transistor qui guida l'altoparlante perché l'altoparlante pilotato da IC non è una buona idea. L'altoparlante qui può essere sostituito con LED per creare una risposta di uscita dell'illuminazione. Quindi, una volta posizionati i LED e cala l'oscurità, avremo una luce di backup di emergenza.
Il transistor qui non deve essere un PNP obbligatorio, ma è possibile sostituirlo con un NPN e le connessioni dei pin devono essere collegate di conseguenza.
Lavorando
Prima di passare alla spiegazione, il circuito deve essere assunto ON e non ronza in presenza di luce. Questa condizione di non ronzio in presenza di luce può essere ottenuta regolando il trim pot da 1MΩ. Ora nel circuito si può osservare un partitore di tensione con 1M, 100K da un lato e LDR dall'altro, il pin di reset è collegato al centro. Si dice che il potenziometro del trimmer sia regolato perché crea una resistenza sufficiente sul ramo superiore del partitore di tensione per far cadere quasi tutto il potenziale (+ 5v) nel ramo superiore stesso. Questo lascia un terreno virtuale al centro del divisore (pin di ripristino). Poiché il pin RESET di 555 è attivato su un LIVELLO BASSO, il timer IC verrà ripristinato in modo continuo e quindi non ci sarà uscita a onda quadra come dovrebbe essere.Da ciò possiamo concludere che in presenza di luce il 555 IC sarà in completo reset e non fornisce alcuna uscita.
Ora quando cala il buio sull'LDR, la resistenza dell'LDR aumenta drasticamente come spiegato in premessa, questo aumento di resistenza nel secondo ramo (quello con LDR) del partitore di tensione sarà sufficiente a modificare il rapporto di condivisione della tensione tra i due rami della sezione divisore di tensione. Una volta che ciò accade, il potenziale alla giunzione del circuito del partitore di tensione sale da 0 V a 2 V (circa). Allo stesso modo la tensione sul pin RESET aumenta. Questo aumento di tensione sarà sufficiente per sollevare il 555IC dalla modalità di ripristino. Una volta disattivata questa modalità di ripristino, il timer genera un'onda quadra. Quindi si conclude che una volta che l'oscurità cade sull'LDR, l'uscita dell'onda quadra è generata dal timer.
L'onda quadra generata dal timer viene inviata al transistor PNP per pilotare l'altoparlante. Quindi l'altoparlante emette il suono in risposta all'onda quadra.
Errori comuni
Anche dopo aver regolato il potenziometro trim il ronzio non si ferma.
- L'LDR potrebbe avere una resistenza sufficiente per mettere un potenziale al pin di ripristino. Metti un altro resistore da 100 KΩ in serie con il potenziometro da 1 MΩ.
- Verificare se il pin RESET (PIN4) è accidentalmente collegato alla guida + 5V in qualsiasi modo.
Non c'è ronzio anche al buio.
- LDR potrebbe non sviluppare un potenziale sufficiente sul pin di ripristino. Metti una pentola in serie con LDR e regolala per ottenere un ronzio.
Il transistor si sta surriscaldando.
- Guidare il segnale di 555 attraverso il resistore da 100Ω alla base del transistor.