Infračervený bezpečnostní alarmový obvod dokáže detekovat jakýkoli pohyb a spustit alarm. Tento obvod je velmi užitečný v domácnostech, bankách, obchodech, omezených prostorách, kde je při každém pohybu nutný výstražný alarm. Tento obvod je založen na infračerveném senzoru, kde infračervený paprsek neustále klesá na fotodiodu a kdykoli se tento infračervený paprsek rozbije, jakýmkoli pohybem se spustí alarm.
IR senzor se skládá z IR LED a fotodiody, ve kterých IR LED vydává IR záření a fotodioda detekuje záření. Fotodioda vede proud v opačném směru, kdykoli na ni dopadne světlo a napětí na něm se změní, tato změna napětí je snímána komparátorem napětí (jako LM358) a podle toho generuje výstup.
V tomto bezpečnostním poplachovém obvodu založeném na infračerveném záření jsme umístili IR LED před fotodiodu, takže infračervené světlo může přímo dopadat na fotodiodu. Kdykoli se někdo pohybuje tímto paprskem, infračervené paprsky přestanou padat na fotodiodu a bzučák začne pípat. Bzučák se po nějaké době automaticky zastaví, protože je v monostabilním režimu připojen k časovači 555.
Tento druh alarmu lze také vytvořit laserové světlo (například Laser Security Alarm Circuit), ale výhodou použití infračerveného senzoru je, že infračervené světlo je neviditelné, zatímco laser je viditelný. I když jsou oba užitečné a mají různý rozsah.
Součásti
- IR pár (IR LED a fotodioda)
- 555 časovač IC
- IC LM358
- Rezistor 100, 10k, 100k, 330, 220 ohm
- Kondenzátor 10uF
- Variabilní rezistor - 10k
- Bzučák
Schéma zapojení a vysvětlení
V tomto obvodu jsme použili operační zesilovač LM358, LM358 má uvnitř dva komparátory napětí a zde jsme použili jeden komparátor. Neinvertující konec (PIN3) napěťového komparátoru je připojen k fotodiodě a invertující konec (PIN 2) napěťového komparátoru je připojen k proměnnému rezistoru 10k. Výstup komparátoru napětí (PIN1) je přiveden na spínací kolík časovače 555. Zde je časovač 555 konfigurován v monostabilním režimu.
Zatímco infračervené záření klesá na fotodiodu, napětí na neinvertujícím konci (+) komparátoru napětí je vyšší než na invertujícím konci (-) a výstup komparátoru je VYSOKÝ. A protože je výstup komparátoru připojen ke spouštěcímu PIN časovače 555, takže když je spouštěcí kolík 2 vysoký, výstup 555 je nízký. Takže v době, kdy infračervené paprsky dopadají na fotodiodu, zůstává výstup časovače 555 NÍZKÝ. Abychom pochopili fungování infračerveného senzoru s komparátorem LM358, projděte si tento článek: Obvod modulu infračerveného senzoru
Nyní, když dojde k nějakému pohybu, dojde k přerušení dopadání infračervených paprsků na fotodiodu a napětí na invertujícím konci (Threshold voltage) napěťového komparátoru se na chvíli zvýší než neinvertující konec. Díky tomu je výstup komparátoru NÍZKÝ a také je spouštěcí PIN 2 555 časovače NÍZKÝ. Tím se spustí časovač 555 a VÝSTUP 555 časovače jde VYSOKÝ a bzučák krátce pípne. Trvání pípnutí lze prodloužit změnou hodnoty rezistoru R1 nebo kondenzátoru C1 (RC síť v monostabilním režimu 555 časovače IC). Všimněte si, že 555 IC se spustí, když Trigger PIN 2 dostane LOW.
Poznámky:
- Normálně je dosah IR LED 2 metry, ale lze ho zvýšit použitím Lens.
- Místo bzučáku lze použít AC alarm pomocí relé.
- IR LED a fotodioda musí být správně vyrovnány, aby infračervené paprsky mohly přímo dopadat na fotodiodu.
- Citlivost senzoru lze změnit proměnným odporem RV1.