גלאי חושך הוא פשוט מחולל גלים מרובעים מממשק LDR (הנגד התלוי באור). בפרויקט זה מחולל הגלים המרובע פותח כ- 555 טיימר IC מבוסס ASTABLE MULTIVIBRATOR. מכיוון שמעגל זה מבוסס בעיקר על עקרון העבודה של LDR, לפני שנמשיך להבין את מעגל ה- LDR הזה, עלינו לקבל את הפרטים הבסיסיים של ה- LDR. האיור שלהלן מציג תמונה מסוגים שונים של LDR.
מה זה LDR?
LDRs מיוצרים מחומרים מוליכים למחצה כדי לאפשר להם לקבל את המאפיינים הרגישים לאור שלהם. ישנם סוגים רבים אך חומר אחד פופולרי והוא קדמיום גופרתי (CdS). אלה LDRs או PHOTO REISTORS פועלים על פי העיקרון של "מוליכות תמונות". עכשיו מה שעיקרון זה אומר הוא, בכל פעם שאור נופל על פני ה- LDR (במקרה זה) מוליכות האלמנט גוברת או במילים אחרות ההתנגדות של ה- LDR נופלת כאשר האור נופל על פני ה- LDR. תכונה זו של ירידת ההתנגדות ל- LDR מושגת מכיוון שהיא תכונה של חומר מוליך למחצה המשמש על פני השטח.
כאן במעגל גלאי כהה זה, LDR מוגדר עם 555 ASTABLE באופן כזה ש 555 ASTABLE מייצר גל מרובע כאשר עוצמת האור יורדת מתחת לרמה מסוימת.
רכיבי מעגל
- מתח אספקה +5 עד +10
- 555 IC
- נגד 100KΩ
- נגד 22KΩ
- נגד 10KΩ
- סיר 1MΩ או נגד משתנה
- 104 קבלים (100nF)
- טרנזיסטור 2N3906
- LDR (בכל גודל)
- רמקול (25Ω, 0.5WATT) או כל רמקול אחר.
תרשים מעגל
האיור מעל מראה את תרשים המעגל של אזעקת גלאי כהה. לאחר התבוננות מסוימת המעגל צריך להיראות דומה מאוד ל- MULTIVIBRATOR ASTABLE, זאת מכיוון שהמעגל הוא MULTIVIBRATOR ASTABLE עם שינוי אחד בלבד. שינוי זה נעשה בסיכה RESET (PIN4). בויברטור ASTABLE רגיל סיכה זו מחוברת ל- + 5V, אך מכיוון שבמקרה זה אנו אמורים לייצר דופק במצב של היעדר אור הוא אינו מחובר ישירות ל- + 5V. רשת הנגדים המסופקת בסיכת RESET מספקת קרקע וירטואלית כדי להמשיך לאפס את ה- IC וכך תפוקת הגל המרובע נעצרת בנוכחות אור.
הטרנזיסטור כאן מניע את הרמקול מכיוון שהרמקול המונע על ידי IC אינו רעיון טוב. ניתן להחליף את הרמקול כאן עם נוריות כדי ליצור תגובת פלט של תאורה. אז ברגע שמנורות ה- LED מונחות והחושך נופל, יהיה לנו נורת גיבוי לשעת חירום.
הטרנזיסטור כאן לא צריך להיות חובה PNP, אבל אפשר להחליף אותו ב- NPN וחיבורי הסיכה צריכים להיות מחוברים בהתאם.
עובד
לפני שניגש להסבר, יש להניח שהמעגל פועל ואינו מזמזם בנוכחות אור. ניתן להשיג מצב זה של אי זמזום בנוכחות אור על ידי התאמת סיר הגזירה של 1MΩ. עכשיו במעגל ניתן לראות מחלק מתח עם 1M, 100K בצד אחד ו- LDR מצד שני, סיכת האיפוס מחוברת באמצע. אומרים שהוא מכוון את סיר הגוזם מכיוון שיוצר מספיק התנגדות בענף העליון של מחלק המתח כדי להוריד כמעט את כל הפוטנציאל (+ 5 וולט) בענף העליון עצמו. זה משאיר קרקע וירטואלית באמצע המחיצה (סיכת איפוס). מכיוון שהסיכה RESET של 555 היא רמה נמוכה המופעלת, ה- IC של הטיימר יאושר באופן רציף ולכן לא תהיה תפוקת גל מרובע כפי שהיא אמורה להיות.מכאן אנו יכולים להסיק כי בנוכחות אור 555 IC יהיה באיפוס מלא ואינו מספק פלט.
כעת, כאשר החושך יורד על ה- LDR, ההתנגדות של ה- LDR עולה בצורה דרסטית כפי שהוסבר בהקדמה, עלייה זו של ההתנגדות בענף השני (אחד עם LDR) של מחלק המתחים תספיק כדי לשנות את יחס חלוקת המתח בין השניים ענפי קטע מחלק המתח. ברגע שזה קורה, הפוטנציאל בצומת מעגל מחלק המתח עולה מ 0 וולט ל -2 וולט (בערך). ובאופן דומה המתח בסיכת RESET עולה. עליית מתח זו תספיק להרמת ה- 555IC ממצב האיפוס. ברגע שמעלים את מצב איפוס זה, הטיימר מייצר פלט גל מרובע. לכן מסיקים שברגע שהחושך יורד על ה- LDR תפוקת הגל המרובע נוצרת על ידי הטיימר.
הגל המרובע שנוצר על ידי הטיימר מוזן לטרנזיסטור PNP כדי להניע את הרמקול. אז הרמקול מוציא קול בתגובה לגל המרובע.
שגיאות נפוצות
גם לאחר התאמת סיר הקצץ הזמזום לא מפסיק.
- ל- LDR יכול להיות מספיק התנגדות בכדי לשים פוטנציאל בסיכת האיפוס. שים נגד נוסף 100KΩ בסדרה עם סיר 1MΩ.
- בדוק אם סיכת RESET (PIN4) מחוברת בטעות למסילה + 5V בכל דרך שהיא.
אין זמזום אפילו בחושך.
- ייתכן ש- LDR לא מפתח מספיק פוטנציאל בסיכת האיפוס. שים סיר בסדרה עם LDR והתאם אותו כך שהוא יזמזם.
הטרנזיסטור מתחמם.
- העבר את האות של 555 שוקת הנגד 100Ω לבסיס הטרנזיסטור.