Okruh alarmu dveří chladničky pomocí 555 a ldr

Název samotného okruhu odvozuje aplikaci. Tento obvod spustí alarm, pokud jsou dveře chladničky delší dobu otevřené. Pokud jsou dveře chladničky otevřené, teplota uvnitř kabiny se zvýší. Tento nárůst teploty bude snímán termostatem a pokusí se ochladit kabinu. Vždy se bude snažit udržovat konstantní teplotu systému. Kompresor bude nepřetržitě pracovat na odvádění tepla z kabiny, což zvyšuje spotřebu energie z nádoby. Také nepřetržité používání za těchto podmínek by snížilo životnost kompresoru a pravděpodobně by způsobilo poruchu.

Proto je tento obvod alarmu dveří chladničky dobrým řešením, které uživatele upozorní na dveře v dlouhodobém otevřeném stavu. Můžeme také nastavit jiný přednastavený čas, po kterém musí být vydána zvuková indikace. Toho se zde dosahuje pomocí univerzálního časovače IC 555 v režimu neuvěřitelného multivibrátoru a LDR. Jakmile otevřete dveře chladničky, LDR to vycítí a spustí odpočítávání pomocí časovače 555 a po nastaveném čase začnou bzučáky pípat jako výstražný signál.

Požadované komponenty:

555 časovač IC - 2 č
5 mm LDR - 1 č.
Bzučák - 1 č.
Dioda (1N4007 nebo 1N4001) - 1Ne.
Kondenzátor, 47uF (elektrolytický) - 1č.
Kondenzátor, 0,1 uF (keramika) - 1 č.
Rezistory (10kὨ - 1; 470kὨ -1; 150kὨ -2; 100Ὠ -1)
Nepájivá deska
Připojovací vodiče

Schéma zapojení a vysvětlení alarmu dveří chladničky:

Dva 555 časovačů jsou připojeny v režimu Astable multivibrator. Klíčovými součástmi v obvodu jsou LDR (Light Dependent Resistor) a časovač 555 IC.

LDR (Light Dependent Resistor):

LDR pracuje na principu fotovodivosti. Vodivost materiálu uvnitř prvku se zvyšuje, když nad ním dopadá světlo. Pokud jde o odpor, hodnota odporu klesá, když přes něj dopadá světlo a odpor bude v tmavém prostředí velký. Odpor je přímo úměrný světlu nad materiálem, zkontrolujte následující tabulku:

Existuje několik typů LDR, například 3 mm LDR, 4 mm LDR, 5 mm LDR, 7 mm LDR atd. Zde použitá část je 5 mm LDR. S využitím výše uvedených údajů jsme považovali odporový dělič za 10k s 5mm LDR.

555 Časovač v Astabilním provozu:

Astabilní multivibrátor nemá žádné stabilní stavy. Výstup kolísá mezi vysokou a nízkou hodnotou na základě časovacího odporu a kondenzátoru.

Vzorce pro výpočet časového zpoždění jsou uvedeny níže, Čas (s) = 1,1 x (R2 + R3) x C1

Tuto 555 časovou kalkulačku můžete také použít k výpočtu výstupních hodnot.

Zde v tomto obvodu alarmu otevřených dveří chladničky jsme použili dva integrované obvody 555, jeden pro výpočet doby trvání „doby otevření dveří chladničky“, po které by měl být spuštěn bzučák, a druhý 555 integrovaných obvodů je pro ovládání pípání bzučáku.

Níže jsme vypočítali časové zpoždění pro spuštění bzučáku a podle toho jsme vybrali hodnoty odporu. Zde Časové zpoždění znamená dobu, po kterou jsou dveře chladničky otevřené. To je provedeno prvních 555 IC v obvodu.

Čas (s) = 1,1 × (620kὨ ± 5%) × 47uF Čas = 30,4 s, tedy R2 = 150kὨ, R3 = 470kὨ v sérii a C1 = 47uF

Níže jsme vypočítali časové zpoždění pro druhou 555 IC, která řídí časové období pípání bzučáku. V tomto případě se časové zpoždění počítá jako, Čas (s) = 1,1 × (470 kὨ ± 5%) × 0,1 uF Čas = 0,5 s z toho důvodu, R5 = 470 kὨ a C2 = 0,1 uF (bzučák se v tomto časovém rámci zapne a vypne)

Další informace o režimu 555 Timer Astable multivibrator se dozvíte zde.

Fungování obvodu alarmu otevřených dveří chladničky:

Celý obvod je napájen 9V baterií. Když jsou dveře chladničky zavřené, jsou tmavé a odpor LDR je téměř 1 MὨ, jak je uvedeno v datovém listu. Výstupní napětí děliče potenciálu se objeví na kondenzátoru a zůstává v nabitém stavu (napětí vyšší než 2/3 Vcc), čímž je výstup NÍZKÝ. Když otevřeme ledničku, světlo dopadne přes LDR, což sníží odpor LDR a způsobí vybití kondenzátoru, což je v této RC kombinaci 30 sekund. Poté (napětí nižší než 2/3 Vcc) začne výstup oscilovat na určité frekvenci a výstup je VYSOKÝ. Kondenzátor se opět nabíjí a dosahuje prahové hodnoty pokračující vybitím kondenzátoru. To pokračuje, dokud odpor LDR nezvýší, což se stane při absenci světla (dveře jsou zavřené).

Díky tomu druhý časovač 555 osciluje a výstup se stává VYSOKÝ a NÍZKÝ, což způsobí pípání bzučáku připojeného k výstupu ve vzoru, který je kombinační příčinou prvních oscilací časovače a druhé vnitřní oscilace časovače. Během HIGH stavu prvního výstupu časovače dojde k druhému resetování časovače. Kondenzátor C2 se tedy nabíjí (napětí vyšší než 2/3 Vcc) a výstup jde NÍZKÝ. V krátkém rozpětí se kondenzátor začne vybíjet (napětí nižší než 2/3 Vcc) způsobí, že výstup bude VYSOKÝ. Proto se bzučák připojený k výstupu stává pulzním pípnutím.

Níže je ukázkové video pro tento obvod alarmu dveří chladničky.