Készítsen egy egyszerű mozgásérzékelő áramkört az 555 időzítő használatával a váltakozó áramú terhelések vezérléséhez

A mozgásérzékelő áramkörök már jó ideje vannak az interneten. Ezeket az áramköröket főként a váltakozó áramú terhelés (például lámpák, ventilátorok) meghajtására használják az otthoni automatizálásban vagy az IoT projektekben. A feldolgozóiparban is nagyon elterjedt, például a szállítószalagokon, ahol egy adott tárgy jelenlétét / helyzetét kell kimutatni.

Tehát ebben az oktatóanyagban egy IR55 érzékelőt fogunk használni egy NE555 Timer IC-vel a mozgás észleléséhez és az AC terhelés ennek megfelelő kapcsolásához. Az 555 időzítő IC-t itt kapcsolóként használják. Mivel ez az áramkör digitális időzítő IC-t használ, az áramkör működése gyors és pontos, még nagyobb érzékelési sebesség mellett. Korábbi oktatóanyagunkban megtudtuk az 555-ös időzítőt, mint reteszelő áramkört. Ez az áramkör alkalmazása, az áramkört úgy is bemutatjuk, hogy egy darab tökéletes táblára tervezzük.

A mozgásérzékelő áramkör kiépítéséhez szükséges alkatrészek

Az alábbiakban felsoroljuk a mozgásérzékelő áramkör kiépítéséhez szükséges alkatrészeket:

• 555 időzítő IC
• 220KΩ ellenállások * 2
• 100kΩ ellenállás
• 1KΩ ellenállás
• 1uf elektrolit kondenzátor
• VEZETTE
• 220Ω ellenállás
• SPDT relé * 2
• In4007 dióda * 2
• BC547 NPN tranzisztor
• BC557 pnp tranzisztor
• DC aljzat
• IR érzékelő modul

IR-érzékelő modul - Rövid bevezetés

Az IR jelentése infravörös sugárzás / fény, és ez a mozgás detektálásának leggyakoribb módja. Kétféle IR érzékelő létezik:

1. PIR (passzív infravörös érzékelő)
2. IR érzékelő modul

Az infravörös az elektromágneses spektrum helyén jön, amely szabad szemmel nem látható. Az összes forró tárgy generálja ezeket az IR-sugárzásokat, és ezeknek a sugárzásoknak a detektálásával érzékelhetjük a mozgást. A PIR érzékelő nem bocsát ki infravörös sugárzást, csak érzékeli a sugárzást, ezért „passzívnak” nevezik. Másrészt vannak olyan IR moduljaink, amelyek folyamatosan infravörös impulzust küldenek, és amikor az visszapattan egy objektumról, a modul fotodióda segítségével képes detektálni. Ez a fotodióda ebben az esetben csak az infravörös és nem látható fényt képes érzékelni.

Az IR érzékelő modul két fő eleme az IR LED és a fotodióda. A LED pontosan úgy néz ki, mint egy normál LED, de IR-t bocsát ki a jól látható színek helyett. A fotodióda a legfontosabb összetevő, amely érzékeli a visszapattanó sugárzást.

Ebben a projektben egy aktív IR érzékelő modult használunk, mivel az könnyen elérhető, megfizethető és könnyen használható.

555 Időzítő mozgásérzékelő áramköri rajza

Az alábbiakban bemutatjuk a teljes mozgásérzékelő áramkört egy 555-ös időzítővel.

Az áramkörben a 2 és 6 érintkezők, valamint a 4 és 8 csapok csatlakoznak. A feszültségosztó áramkör kimenete az IC 6. tűjéhez csatlakozik. A feszültségosztó áramkör egyik ellenállása 1uF kondenzátoron keresztül csatlakozik a 3 kimeneti csaphoz a 100k ellenálláson keresztül. A vezető áramkörrel ellátott relé a 2. érintkező és a kondenzátor pozitív kapcsa közé van csatlakoztatva. Egy LED is csatlakozik áramkorlátozó ellenállásán keresztül az IC kimenetén. A kimeneti relé vezérléséhez használt NPN tranzisztor alapja 1K ellenállással csatlakozik az IC 3 kimeneti csatlakozójához. Az IC kapcsolóberendezését vezérlő PNP tranzisztor alapja az IR érzékelő modul kimenetéhez csatlakozik.

A mozgásérzékelő áramkör működése

A mozgásérzékelő áramkörének működése az alábbiakban látható:

• Kezdetben a feszültségosztó miatt a tápfeszültség fele ott van a 2. és 6. érintkezőnél, mert egyenlő ellenállású feszültségosztót használunk, és így az IC kimenete KI van kapcsolva.
• Amikor az érzékelő érzékeli a mozgást, a kondenzátor elkezd tölteni áramot az R3 ellenálláson keresztül, és ezáltal az ellenálláson áteső feszültségesés megváltozik, ami viszont a 2-es érintkező feszültségét a tápfeszültség 1/3-a alá csökkenti. Ez bekapcsolja az IC kimenetét.
• Most a kondenzátor teljesen feltöltődik a tápfeszültségig a 100 kΩ-os ellenálláson keresztül. A mozgás észlelésekor az IC időzítő 6. csapja ismét érzékeli a feltöltött kondenzátort, amely nyilvánvalóan a tápfeszültségen van, és így meghaladja a 2/3-os jelet. Ez kikapcsolja az IC kimenetét.
• Ha kicsit közelről figyeli az áramkört, láthatja, hogy a relé helyett BJT-t is használhatunk, és igazad van, de sajnos ez nem fog működni. Ennek oka ismét az ideális és a való világ közötti különbség. Mindenhol használunk BJT-ket, de ezek nem tökéletes kapcsolók és némi szivárgási áramuk van, ami ebben az esetben elrontja az áramkört. Ebben az esetben ideális kapcsolóra van szükségünk, ezért relét használunk.
• A tranzisztorokat a relék meghajtására használják. PNP tranzisztort használunk a főrelé meghajtására, mert az IR szenzor modul állandó tápfeszültséget ad a kimenetén, és amikor valamit észlel, a földre húzza a feszültséget. NPN tranzisztort használhatunk a kimeneti relé meghajtására, mivel az IC aktív magas kimenettel rendelkezik.

A mozgásérzékelő áramkörének bemutatása

A fent megadott 555 időzítő mozgásérzékelő kapcsolási rajzának követésével létrehoztam az áramkört perf-boardon, amelynek videója a cikk végén található. Az áramkörrel kapcsolatos képeket az alábbiakban adjuk meg.

Így használhatja a híres 555 időzítő IC-t infravörös érzékelővel kombinálva egy nagy sebességű mozgásérzékelő áramkör kialakításához. Ha kétségei vannak az áramkörrel kapcsolatban, nyugodtan hagyja megjegyzését alább.