围栏电路用于检测特定区域中是否存在任何人或物体。围栏电路的检测范围约为1.5至3米。使用LDR和运算放大器设计电路非常简单。该便携式电路可以使用通常可用的9V电池平稳工作,并且蜂鸣器发出的警报声音足够大,可以检测到人,车辆或物体的存在。
也可以通过使用其他传感器而不是LDR来构建这种安全系统,例如:
- 基于PIR的防盗报警电路
- 基于红外的安全警报
- 激光安全报警电路
- 使用霍尔传感器的电磁门报警电路
所需组件
- LM741运算放大器IC
- 555定时器IC
- BC557 – PNP晶体管
- LDR
- 电阻器(210,1K,5.7K,100k,1M)
- 电容器(0.1uf,10uf)
- 电位器– 100K
- 蜂鸣器
- LED
- 电池-9V
- 面包板
LDR
LDR是 光敏电阻。LDR由半导体材料制成,以使其具有光敏特性。种类很多,但一种材料很流行,它是硫化镉(CdS)。这些LDR或照片电阻器的工作原理是“光电导”。现在,该原理说的是,每当光落在LDR的表面上时(在这种情况下),元件的电导就会增加,换句话说,当光落在LDR的表面时LDR的电阻会降低。由于它是表面上使用的半导体材料的特性,所以实现了LDR的电阻降低的特性。
引脚5。控制引脚: 控制引脚从比较器1的负输入引脚连接。不论RC网络如何,均可通过在此引脚上施加电压来控制输出脉冲宽度。通常,该引脚会用一个电容器(0.01uF)下拉,以避免不必要的噪声干扰工作。
引脚6。阈值: 阈值引脚电压决定何时复位定时器中的触发器。阈值引脚从上比较器的正输入端引出。如果控制引脚开路,则等于或大于VCC *(2/3)的电压将使触发器复位。因此输出变低。
引脚7。放电: 该引脚来自晶体管的集电极开路。由于晶体管(在其上接有放电引脚Q1)将其基极连接到Qbar。每当输出变低或触发器被复位时,放电引脚就会被拉至地,并且电容器会放电。
引脚8。电源或VCC: 连接至正电压(+ 3.6v至+ 15v)。
电路原理图
上面显示了带警报的自动围栏照明的完整电路图。LDR面向入口放置,并且使用电位计来调节设备的灵敏度。您还可以在电池的负极引脚和LDR的接地引脚之间添加一个开关,以手动控制此安全系统。
围栏电路的工作
此处,运算放大器IC用作电压比较器,而555定时器IC置于非稳态模式。 LDR和电位计正在创建一个分压器电路。该分频器电路的输出将根据落在LDR上的光强度而变化。分压器连接至运算放大器IC的反相引脚。同相引脚通过5.7Kohm电阻与电源相连,因此同相电压值是固定的。您可以用10K电位计替换此电阻器,以根据需要调节电压。
我们可以通过与LDR串联使用的电位计VR1来调整设备的灵敏度。当同相输入端的电压大于或等于参考电压时,运算放大器IC输出(引脚6)的输出(引脚6)将变为高电平。通过遵循各种基于运算放大器的电路来了解有关运算放大器工作的更多信息。
根据电路图,当LDR检测到任何活动时,运算放大器IC的输出将变为低电平,并且PNP晶体管T1开始导通。因此,LED开始发光,并且555计时器IC被触发。在此,555定时器IC处于非稳定模式,并且R3,R5和C1提供了预设的时间延迟。
因此,无论何时有人或物体进入禁区,LDR都会感应到他的阴影,并且电路会触发警报。