mạch cảm biến ánh sáng (tiểu luận cảm biến ánh sáng khi trời tối)

Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm MỤC LỤC GIỚI THIỆU CHUNG ………………….… …….2 Phần 1: Các linh kiện dùng mạch:……… .… ………… Phần 2: Các chế độ làm việc……………………………… ……… ……… Cấu tạo nguyên lý hoạt động IC555 …… Các thơng số IC 555 có thị trường Cấu tạo bên nguyên tắc hoạt động ………………… …… .… Phần 3:Giới thiệu BJT 2N3906 ………………… ……….……… … …10 Phần 4: Mục đích sử dụng mạch cảnh báo ánh sáng ……… ….…10 Page Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm GIỚI THIỆU CHUNG Nhìn vào mạch đơn giản mạch sử dụng 555 để tạo dao động phát âm loa LDR cảm biến ánh sáng + 555 tạo dao động xung vng mạch tạo dao động 1Khz cấp cho tải Loa + LDR cảm biến ánh sáng Khi khơng có anh sáng cảm biến có giá trị điện trở vơ có ánh sáng đủ mạch cảm biến có giá trị điện trở Khi có ánh sáng LDR có điện trở phân cực thuận cho BC158 dẫn đến cấp điện áp vào chân 555 mạch dao động 555 hoạt động phát âm loa Còn khơng có ánh sáng LDR có giá trị điện trở vơ ko phân cực cho 2N3906 ==> Khơng có tín hiệu loa Biến trở 100K dùng để điều chỉnh mức cường độ ánh sáng cảnh báo Page Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm Phần 1: Các linh kiện dùng mạch: - tụ 0,01uF - tụ 1uF - điện trở 56K - điện trở 10K - điện trở 3,3K - quang trở - BJT 2N3906 - IC NE555 - loa - Pin 9V + đầu nối pin - mạch điện - Khóa - đèn Led - Biến trở 100K Và dây điện Page Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm Phần 2: Cấu tạo nguyên lý hoạt động IC555 IC 555 loại linh kiện phổ biến với việc dễ dàng tạo xung vng thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản,điều chế độ rộng xung Nó ứng dụng hầu hết vào mạch tạo xung đóng cắt mạch dao động khác Đây linh kiện hãng CMOS sản xuất IC 555 Các thông số IC 555 có thị trường : + Điện áp đầu vào : - 18V ( Tùy loại 555 : LM555, NE555, NE7555 ) + Dòng điện cung cấp : 6mA - 15mA + Điện áp logic mức cao : 0.5 - 15V + Điện áp logic mức thấp : 0.03 - 0.06V + Công suất lớn : 600mW Page Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm * Các chức 555: + Là thiết bị tạo xung xác + Máy phát xung + Điều chế độ rộng xung (PWM) + Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng thu phát hồng ngoại) Sơ đồ chân IC555: sơ đồ chân IC555 + Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân gọi chân chung + Chân số 2(TRIGGER): Đây chân đầu vào thấp điện áp so sánh dùng chân chốt hay ngõ vào tần so áp.Mạch so sánh dùng transitor PNP với mức điện áp chuẩn 2/3Vcc + Chân số 3(OUTPUT): Chân chân dùng để lấy tín hiệu logic Trạng thái tín hiệu xác định theo mức 1 mức cao tương ứng với gần Vcc (PWM=100%) mức tương đương với 0V mà thực tế mức ko 0V mà khoảng từ (0.35 ->0.75V) + Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái Khi chân số nối masse ngõ mức thấp Còn chân nối vào mức áp cao trạng thái ngõ tùy theo mức áp chân 6.Nhưng mà mạch để tạo dao động thường Page Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm hay nối chân lên VCC + Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn IC 555 theo mức biến áp hay dùng điện trở cho nối GND Chân khơng nối mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF tụ lọc nhiễu giữ cho điện áp chuẩn ổn định + Chân số 6(THRESHOLD) : chân đầu vào so sánh điện áp khác dùng chân chốt + Chân số 7(DISCHAGER) : xem chân khóa điện tử chịu điều khiển bỡi tầng logic chân Khi chân mức áp thấp khóa đóng lại.ngược lại mở Chân tự nạp xả điện cho mạch R-C lúc IC 555 dùng tầng dao động + Chân số (Vcc): Khơng cần nói bít chân cung cấp áp dòng cho IC hoạt động Khơng có chân coi IC chết Nó cấp điện áp từ 2V >18V (Tùy loại 555 thấp NE7555) Cấu tạo bên nguyên tắc hoạt động: -Cấu tạo: Page Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm cấu tạo bên IC 555 Nhìn sơ đồ cấu tạo ta thấy cấu trúc 555 gồm : OPAM, điện trở, transitor, FF ( FF RS): - OP-amp có tác dụng so sánh điện áp - Transistor để xả điện - Bên gồm điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành phần Cấu tạo tạo nên điện áp chuẩn Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương Op-amp điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm Op-amp Khi điện áp chân nhỏ 1/3 VCC, chân S = [1] FF kích Khi điện áp chân lớn 2/3 VCC, chân R FF = [1] FF reset -Nguyên tắc hoạt động: Nguyên lý hoạt động Ở mạch ta bít H ỏ mức cao gần Vcc L mức thấp 0V Sử dụng pác FF - RS Khi S = [1] Q = [1] = Q- = [ 0] Page Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm Sau đó, S = [0] Q = [1] =Q- = [0] Khi R = [1] = [1] Q = [0] Khi S = [1] Q = [1] R = [1] Q = [0] Q-= [1], transisitor mở dẫn, cực C nối đất Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp chân không vượt V2 Do lối Op-amp mức 0, FF khơng reset Khi đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời (Ra+Rb)C * Tụ C nạp từ điện Áp 0V -> Vcc/3: - Lúc V+1(V+ Opamp1) > V-1 Do O1 (ngõ Opamp1) có mức logic 1(H) - V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) Do O2 = 0(L) - R = 0, S = > Q = 1, /Q (Q đảo) = - Q = > Ngõ = - /Q = > Transistor hồi tiếp không dẫn * Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 Do O2 = - R = 0, S = > Q, /Q giứ trạng thái trước (Q=1, /Q=0) - Transistor ko dẫn ! * Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 > V-2 Do O2 = - R = 1, S = > Q=0, /Q = - Q = > Ngõ đảo trạng thái = - /Q = > Transistor dẫn, điện áp chân xuống 0V ! - Tụ C xả qua Rb Với thời Rb.C - Điện áp tụ C giảm xuống tụ C xả, làm cho điện áp tụ C nhảy xuống 2Vcc/3 Page Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm * Tụ C tiếp tục "XẢ" từ điện áp 2Vcc/3 > Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 Do O2 = - R = 0, S = > Q, /Q giứ trạng thái trước (Q=0, /Q=1) - Transistor dẫn ! * Tụ C xả qua ngưỡng Vcc/3: - Lúc V+1 > V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) Do O2 = - R = 0, S = > Q = 1, /Q (Q đảo) = - Q = > Ngõ = - /Q = > Transistor không dẫn -> chân không = 0V tụ C lại nạp điện với điện áp ban đầu Vcc/3 Nói tóm lại bạn nên hiểu : Trong trình hoạt động bình thường 555, điện áp tụ C dao động quanh điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3 (Xem dường đặc tính tụ điện phóng nạp trên) - Khi nạp điện, tụ C nạp điện với điện áp ban đầu Vcc/3, kết thúc nạp thời điểm điện áp C 2Vcc/3.Nạp điện với thời (Ra+Rb)C - Khi xả điện, tụ C xả điện với điện áp ban đầu 2Vcc/3, kết thúc xả thời điểm điện áp C Vcc/3 Xả điện với thời Rb.C - Thời gian mức ngõ thời gian nạp điện, mức xả điện Page Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm Phần 3: Giới thiệu BJT 2N3906 Transistor 2N3906 transistor thuộc loại transistor PNP 2N3906 có Uc cực đại = -40V dòng Ic cực đại = -200mA Hệ số khuếch đại hFE transistor 2N3906 khoảng 130 đến 300 Thứ tự chân từ trái qua phải: E B C Phần 4: Mục đích sử dụng mạch cảnh báo ánh sáng: Chống trộm - Được gắn vào cửa sổ cửa vào Khi có người mở cửa ánh sáng đèn đường chiếu vào “Quang trở” làm cho loa phát âm Page 10 ... động 1Khz cấp cho tải Loa + LDR cảm biến ánh sáng Khi khơng có anh sáng cảm biến có giá trị điện trở vơ có ánh sáng đủ mạch cảm biến có giá trị điện trở Khi có ánh sáng LDR có điện trở phân cực.. .Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm GIỚI THIỆU CHUNG Nhìn vào mạch đơn giản mạch sử dụng 555 để tạo dao động phát âm loa LDR cảm biến ánh sáng + 555 tạo dao động xung vng mạch tạo dao động... 9V + đầu nối pin - mạch điện - Khóa - đèn Led - Biến trở 100K Và dây điện Page Mạch cảm biến ánh sáng Nhóm Phần 2: Cấu tạo nguyên lý hoạt động IC555 IC 555 loại linh kiện phổ biến với việc dễ dàng