电路本身的名称可以推断应用程序。如果冰箱门长时间打开,此电路将触发警报。当冰箱门保持打开状态时,车厢内的温度将升高。温升将由恒温器感应到,并试图冷却机舱。它将始终尝试保持系统温度恒定。压缩机将连续工作以排出机舱中的热量,这会增加容器的功耗。同样,在这种情况下连续使用会缩短压缩机的寿命,并可能会引起故障。
因此,该冰箱门警报电路是一个很好的解决方案,它将向用户指示门处于长时间打开状态。我们还可以设置不同的预设时间,之后必须给出声音指示。这是通过在不稳定的多谐振荡器模式和LDR下使用多功能555定时器IC来完成的。一旦打开冰箱门,LDR就会感应到它并使用555计时器开始倒数计时,并且在预设时间后,蜂鸣器会发出哔哔声作为警报信号。
所需组件:
- 555计时器IC – 2号
- 5mm LDR – 1号
- 蜂鸣器-1号
- 二极管(1N4007或1N4001)– 1号
- 电容器,47uF(电解)– 1号
- 电容器,0.1uF(陶瓷)– 1号
- 电阻(10kὨ-1;470kὨ-1;150kὨ-2;100Ὠ-1)
- 面包板
- 连接线
冰箱门报警电路图及说明:
两个555定时器以非稳态多谐振荡器模式连接。电路中的关键组件是LDR(光敏电阻)和555定时器IC。
LDR(光敏电阻):
LDR在光导率原理下工作。当光线照射到元件上方时,元件内部材料的电导会增加。就电阻而言,当光线落在其上时,电阻值会减小,并且在黑暗的环境中电阻会很大。电阻与材料上的光成正比,请检查下表:
LDR有几种类型,例如3mm LDR,4mm LDR,5mm LDR,7mm LDR等。此处使用的部件是5mm LDR。使用以上数据,我们已将电阻分压器视为10k,LDR为5mm。
555计时器处于不稳定状态:
不稳定的多谐振荡器没有稳定状态。输出根据时序电阻器和电容器在高电平和低电平之间摆动。
计算时间延迟的公式如下:
时间(秒)= 1.1 x(R2 + R3)x C1
您还可以使用此555计时器计算器来计算输出值。
在此冰箱门打开警报电路中,我们使用了两个555 IC,一个用于计算“冰箱门打开持续时间”,此后应触发蜂鸣器,第二个555 IC用于控制蜂鸣器的蜂鸣模式。
下面我们计算了触发蜂鸣器的时间延迟,并相应地选择了电阻值。在此,时间延迟是指冰箱门保持打开状态的持续时间。这是通过电路中的第一个555 IC完成的。
时间(秒) = 1.1×(620kὨ±5%)×47uF时间= 30.4秒因此,R2 =150kὨ,R3 =470kὨ串联且C1 = 47uF
下面我们计算了第二个555 IC的延时,它控制着蜂鸣器蜂鸣时间。在这种情况下,时间延迟的计算公式为:
时间(秒) = 1.1×(470kὨ±5%)×0.1uF时间= 0.5秒因此,R5 =470kὨ和C2 = 0.1uF(蜂鸣器在此时间打开和关闭)
在此处了解有关555 Timer Astable多谐振荡器模式的更多信息。
冰箱门开报警电路的工作:
整个电路由9V电池供电。当冰箱门关闭时,它是黑暗的,LDR的电阻接近数据表中给出的1MὨ。分压器的输出电压出现在电容器两端,并且保持在充电状态(电压高于2 / 3Vcc),使输出变为低电平。当我们打开冰箱时,光线从LDR上方射出,这降低了LDR的电阻并导致电容器放电,在此RC组合中为30秒。此后(电压低于2 / 3Vcc),输出开始以特定频率振荡,并且输出为HIGH。再次,电容器充电并且通过电容器放电而达到阈值。这一直持续到LDR电阻变高,这将在没有光照的情况下发生(门关闭)。
这会使第二个555定时器振荡,并且输出变为高电平和低电平,从而导致连接的蜂鸣器以一种模式发出蜂鸣声,这是第一定时器振荡和第二定时器内部振荡的组合原因。在第一个定时器输出为高电平状态期间,将发生第二个定时器主复位。因此,电容器C2充电(电压高于2 / 3Vcc),并且输出变为低电平。在短时间内电容器开始放电(电压低于2 / 3Vcc)导致输出为高。因此,连接到输出的蜂鸣器会发出脉冲蜂鸣声。
以下是此冰箱门警报电路的演示视频。