Το κύκλωμα συναγερμού ασφαλείας βάσει IR μπορεί να ανιχνεύσει οποιαδήποτε κίνηση και να ενεργοποιήσει τον συναγερμό. Αυτό το κύκλωμα είναι πολύ χρήσιμο σε σπίτια, τράπεζες, καταστήματα, περιορισμένες περιοχές όπου απαιτείται συναγερμός συναγερμού σε οποιαδήποτε κίνηση. Αυτό το κύκλωμα βασίζεται σε αισθητήρα υπερύθρων όπου μια δέσμη υπερύθρων πέφτει συνεχώς σε μια φωτοδίοδο και κάθε φορά που αυτή η υπέρυθρη ακτίνα σπάει, με οποιοδήποτε είδος κίνησης, ενεργοποιείται συναγερμός.
Ο αισθητήρας IR αποτελείται από IR LED και φωτοδίοδο, στην οποία IR LED εκπέμπει ακτινοβολία IR και η φωτοδίοδος ανιχνεύει την ακτινοβολία. Η φωτοδίοδος διεξάγει ρεύμα σε αντίστροφη κατεύθυνση, όποτε το φως πέφτει πάνω της και αλλάζει τάση σε αυτήν, αυτή η αλλαγή τάσης ανιχνεύεται από το συγκριτή τάσης (όπως το LM358) και παράγει αντίστοιχη έξοδο.
Σε αυτό το κύκλωμα συναγερμού ασφαλείας βάσει IR, έχουμε τοποθετήσει IR LED μπροστά από τη φωτοδίοδο, έτσι ώστε το φως IR να μπορεί να πέσει απευθείας στη φωτοδίοδο. Κάθε φορά που κάποιος κινείται μέσω αυτής της δέσμης, οι ακτίνες IR σταματούν να πέφτουν στη φωτοδίοδο και το Buzzer αρχίζει να ηχεί. Το Buzzer σταματά αυτόματα μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, καθώς ο βομβητής είναι συνδεδεμένος με χρονοδιακόπτη 555 σε λειτουργία monostable.
Αυτό το είδος συναγερμού μπορεί επίσης να δημιουργήσει φως λέιζερ (όπως το κύκλωμα συναγερμού ασφαλείας λέιζερ), αλλά το πλεονέκτημα της χρήσης του αισθητήρα υπερύθρων είναι ότι το φως υπερύθρων είναι αόρατο ενώ το λέιζερ είναι ορατό. Αν και τα δύο είναι χρήσιμα και έχουν διαφορετικό πεδίο.
Συστατικά
- Ζεύγος υπερύθρων (IR LED και φωτοδίοδος)
- 555 χρονόμετρο IC
- IC LM358
- Αντίσταση 100, 10k, 100k, 330, 220 ohm
- Πυκνωτής 10uF
- Μεταβλητή αντίσταση - 10k
- Βομβητής
Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση
Έχουμε χρησιμοποιήσει το op-amp LM358 σε αυτό το κύκλωμα, το LM358 έχει δύο συγκριτές τάσης μέσα σε αυτό και έχουμε χρησιμοποιήσει έναν συγκριτή εδώ. Το μη αναστρέψιμο άκρο (ΡΙΝ3) του συγκριτή τάσης συνδέεται με τη Φωτοδίοδο και το άκρο αντιστροφής (ΡΙΝ 2) του συγκριτή τάσης συνδέεται σε μια μεταβλητή αντίσταση 10k. Η έξοδος του συγκριτή τάσης (PIN1) τροφοδοτείται στον πείρο Trigger του χρονοδιακόπτη 555. Ο χρονοδιακόπτης 555 έχει διαμορφωθεί σε λειτουργία monostable εδώ.
Ενώ η ακτινοβολία υπερύθρων πέφτει στη φωτοδίοδο, η τάση στο μη αναστρέψιμο άκρο (+) του συγκριτή τάσης είναι υψηλότερη από το αντίστροφο άκρο (-) και η έξοδος του συγκριτή είναι ΥΨΗΛΗ. Και καθώς η έξοδος του συγκριτή συνδέεται με το PIN ενεργοποίησης του χρονοδιακόπτη 555, οπότε όταν ο πείρος Trigger 2 είναι υψηλός, η έξοδος 555 είναι χαμηλή. Έτσι, κατά τη διάρκεια της περιόδου που οι ακτίνες IR πέφτουν στη φωτοδίοδο, η έξοδος χρονοδιακόπτη 555 παραμένει χαμηλή. Για να κατανοήσετε τη λειτουργία του αισθητήρα υπερύθρων με το συγκριτικό LM358, ανατρέξτε σε αυτό το άρθρο: Κύκλωμα μονάδας αισθητήρα IR
Τώρα, όταν υπάρχει κάποια κίνηση, η πτώση των ακτίνων IR στη φωτοδίοδο διακόπτεται και η τάση στο αντίστροφο άκρο (όριο τάσης) του συγκριτή τάσης γίνεται υψηλότερη από το μη αναστρέψιμο άκρο, για κάποια στιγμή. Αυτό κάνει την έξοδο του συγκριτή LOW και κάνει επίσης το Trigger PIN 2 του 555 χρονοδιακόπτη LOW. Αυτό θα ενεργοποιήσει το χρονοδιακόπτη 555 και το OUTPUT του χρονοδιακόπτη 555 πηγαίνει ΥΨΗΛΟ και το βομβητή θα ηχήσει για μικρό χρονικό διάστημα. Η διάρκεια του ηχητικού σήματος μπορεί να αυξηθεί αλλάζοντας την τιμή της αντίστασης R1 ή του πυκνωτή C1 (δίκτυο RC σε μονοστατική λειτουργία 555 χρονοδιακόπτη IC). Σημειώστε ότι το 555 IC ενεργοποιείται όταν το Trigger PIN 2 γίνεται LOW.
Σημειώσεις:
- Κανονικά το εύρος των IR LED είναι 2 μέτρα, αλλά μπορεί να αυξηθεί με τη χρήση φακού.
- Ο συναγερμός AC μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη θέση του Buzzer, χρησιμοποιώντας το Relay.
- Τα LED IR και η Φωτοδίοδος πρέπει να είναι σωστά ευθυγραμμισμένα έτσι ώστε οι ακτίνες IR να πέφτουν απευθείας στη φωτοδίοδο.
- Η ευαισθησία του αισθητήρα μπορεί να αλλάξει με μεταβλητή αντίσταση RV1.