Vytvořte jednoduchý obvod detektoru pohybu pomocí časovače 555 k řízení střídavého zatížení

Obvody pohybových senzorů jsou na internetu už nějakou dobu. Tyto obvody se používají hlavně k řízení střídavého zatížení (jako jsou světla, ventilátory) v domácí automatizaci nebo v projektech IoT. Je také velmi běžný ve výrobním průmyslu, například na dopravníkových pásech, kde musí být detekována přítomnost / poloha konkrétního objektu.

V tomto výukovém programu tedy použijeme infračervený snímač s časovačem IC NE555 k detekci pohybu a podle toho přepneme střídavé zatížení. Zde se používá přepínač 555 IC. Protože tento obvod používá digitální časovač IC, je jeho činnost rychlá a přesná s ještě vyšší rychlostí detekce. V našem předchozím tutoriálu jsme se dozvěděli o časovači 555 jako blokovacím obvodu. Toto je aplikace tohoto obvodu, obvod také předvedeme tak, že ho navrhneme na kousek desky perf.

Komponenty potřebné k sestavení obvodu detektoru pohybu

Seznam komponent potřebných k sestavení obvodu detektoru pohybu je uveden níže:

• 555 časovač IC
• 220KΩ rezistory * 2
• 100kΩ rezistor
• 1KΩ rezistor
• 1uf elektrolytický kondenzátor
• VEDENÝ
• 220Ω rezistor
• SPDT relé * 2
• In4007 dioda * 2
• BC547 NPN tranzistor
• BC557 pnp tranzistor
• DC jack
• Modul infračerveného senzoru

Modul IR senzoru - stručný úvod

IR znamená infračervené záření / světlo a je to nejběžnější způsob detekce pohybu. Existují 2 typy IR senzorů:

1. PIR (pasivní infračervený senzor)
2. Modul infračerveného senzoru

Infračervené záření přichází na místo elektromagnetického spektra, které není viditelné pouhým okem. Všechny horké objekty generují tato infračervená záření a detekcí těchto záření můžeme pohyb vnímat. PIR senzor nevyzařuje žádné infračervené záření, pouze detekuje záření, a proto se nazývá „pasivní“. Na druhou stranu máme IR moduly, které vysílají IR puls nepřetržitě a když se odrazí zpět od objektu, modul jej dokáže detekovat pomocí fotodiody. Tato fotodioda v tomto případě dokáže detekovat pouze infračervené světlo a ne viditelné světlo.

Dvě hlavní součásti modulu IR senzoru jsou IR LED a fotodioda. LED vypadá přesně jako normální LED, ale vyzařuje IR místo viditelných barev, které známe. Fotodioda je klíčová součást, která detekuje odražené záření.

V tomto projektu používáme aktivní modul IR senzoru, který je snadno dostupný, cenově dostupný a snadno použitelný.

Obvodové schéma časovače pohybu 555

Celý obvod detektoru pohybu využívající časovač 555 je uveden níže.

V obvodu jsou připojeny piny 2 a 6 a také piny 4 a 8. Výstup obvodu děliče napětí je připojen k pinu 6 integrovaného obvodu. Jeden rezistor obvodu děliče napětí je připojen přes kondenzátor 1 uF k výstupnímu kolíku 3 přes odpor 100 k. Relé s budicím obvodem je připojeno mezi pin 2 a kladnou svorku kondenzátoru. LED je také připojena přes svůj odpor omezující proud na výstupu IC. Základna NPN tranzistoru používaného k ovládání výstupního relé je připojena k výstupnímu kolíku 3 IC přes rezistor 1K. Základna PNP tranzistoru pohánějícího spínací relé IC je připojena k výstupu modulu IR senzoru.

Práce s obvodem detektoru pohybu

Fungování obvodu snímače pohybu je uvedeno níže:

• Zpočátku je díky děliči napětí polovina napájecího napětí na pinech 2 a 6, protože používáme dělič napětí se stejnou hodnotou rezistorů a výstup IC je tedy VYPNUTÝ.
• Když je pohyb detekován senzorem, kondenzátor začne odebírat proud přes rezistor R3, aby se nabil, a tak se pokles napětí na rezistoru změní, což zase způsobí, že napětí na pinu 2 poklesne pod 1/3 značky napájecího napětí. Tím se zapne výstup IC.
• Nyní je kondenzátor plně nabit na napájecí napětí přes odpor 100 kΩ. Když je detekován pohyb, opět kolík 6 časovače IC detekuje nabitý kondenzátor, který je zjevně na napájecím napětí, a tak jde o více než 2/3 značku. Tím se vypne výstup IC.
• Pokud pozorujete obvod trochu blízko, můžete vidět, že můžeme místo relé použít BJT a máte pravdu, ale bohužel to nebude fungovat. Důvodem je opět rozdíl mezi ideálním a skutečným světem. Používáme BJT všude, ale nejsou to dokonalé spínače a mají nějaký svodový proud, který v tomto případě pokazí obvod. V tomto případě potřebujeme ideální spínač, a proto používáme relé.
• Tranzistory se používají k pohonu relé. K řízení hlavního relé používáme tranzistor PNP, protože modul infračerveného senzoru poskytuje na svém výstupu konstantní napájecí napětí a když něco detekuje, přitáhne napětí k zemi. K řízení výstupního relé můžeme použít tranzistor NPN, protože IC má aktivní vysoký výstup.

Demonstrace obvodu snímače pohybu

Podle výše uvedeného schématu zapojení detektoru pohybu 555 s časovačem jsem vytvořil obvod na desce perfboard, jehož video je k dispozici na konci článku. Dále jsou uvedeny obrázky týkající se obvodu.

Takto můžete použít slavný integrovaný obvod 555 s časovačem v kombinaci s infračerveným senzorem k návrhu obvodu vysokorychlostního snímače pohybu. Máte-li jakékoli pochybnosti týkající se okruhu, můžete zanechat svůj komentář níže.