Bygg en enkel rörelsedetektorkrets med hjälp av 555 timer för att kontrollera växelström

Rörelsessensorkretsar finns där på Internet ett tag. Dessa kretsar används främst för att driva växelström (som lampor, fläktar) i hemautomatisering eller IoT-projekt. Det är också mycket vanligt i tillverkningsindustrin, som på transportband där närvaron / positionen för ett visst objekt måste detekteras.

Så i den här handledningen ska vi använda en IR-sensor med en NE555 Timer IC för att upptäcka rörelse och växla AC-belastningen enligt det. 555 timer IC används här som omkopplare. Eftersom denna krets använder en digital timer IC, så är kretsens funktion snabb och exakt med ännu högre detekteringshastigheter. I vår tidigare handledning lärde vi oss om 555-timern som en spärrkrets. Detta är tillämpningen av den kretsen, vi kommer också att demonstrera kretsen genom att utforma den på en bit perf-board.

Komponenter som krävs för att bygga en rörelsedetektorkrets

En lista med komponenter som krävs för att bygga en rörelsedetektorkrets ges nedan:

555 timer IC
220KΩ motstånd * 2
100kΩ motstånd
1KΩ motstånd
1uf elektrolytkondensator
LED
220Ω motstånd
SPDT-relä * 2
In4007-diod * 2
BC547 NPN-transistor
BC557 pnp-transistor
DC-uttag
IR-sensormodul

IR-sensormodul - En kort introduktion

IR står för infraröd strålning / ljus och det är det vanligaste sättet att upptäcka rörelse. Det finns två typer av IR-sensorer:

PIR (passiv infraröd sensor)
IR-sensormodul

Infraröd kommer på platsen för det elektromagnetiska spektrumet som inte syns för blotta ögon. Alla heta föremål genererar dessa IR-strålningar och genom att detektera dessa strålningar kan vi känna av rörelsen. PIR-sensorn avger ingen IR-strålning utan detekterar bara strålningen och kallas därför ”passiv”. Å andra sidan har vi IR-moduler som skickar en IR-puls kontinuerligt och när den studsar tillbaka från ett objekt kan modulen detektera den med en fotodiod. Denna fotodiod kan i detta fall bara detektera infrarött ljus och inte synligt ljus.

Två huvudkomponenter i en IR-sensormodul är IR-LED och fotodiod. LED ser ut som en vanlig LED men den avger IR istället för de synliga färger som vi känner till. Fotodiod är nyckelkomponenten som upptäcker den studsade strålningen.

I det här projektet använder vi en aktiv IR-sensormodul eftersom den är lättillgänglig, prisvärd och enkel att använda.

555 Kretsdiagram för timerrörelsedetektor

Den kompletta rörelsedetektorkretsen med en 555-timer ges nedan.

I kretsen är stift 2 och 6 anslutna och stift 4 och 8 är anslutna. Utgången från spänningsdelarkretsen är ansluten till stift 6 på IC. Ett motstånd i spänningsdelarkretsen är ansluten via en 1uF kondensator till utgångsstiftet 3 genom 100k-motståndet. Ett relä med dess drivkrets är anslutet mellan stift 2 och kondensatorns positiva uttag. En LED är också ansluten genom dess strömbegränsande motstånd vid IC-utgången. Basen på NPN-transistorn som används för att styra utgångsreläet är ansluten till utgångsstiftet 3 på IC via ett 1K-motstånd. Basen av PNP-transistorn som driver omkopplingsreläet för IC är ansluten till utgången från IR-sensormodulen.

Arbeta med rörelsedetektorkrets

Bearbetning av rörelsesensorn kretsen ges nedan:

Ursprungligen, på grund av spänningsdelaren, finns hälften av matningsspänningen där på stiften 2 och 6 eftersom vi använder en spänningsdelare med lika stort motstånd och därmed är IC: ns utgång.
När rörelsen detekteras av sensorn börjar kondensatorn dra ström genom motståndet R3 för att ladda, och därmed ändras spänningsfallet över motståndet vilket i sin tur gör att spänningen vid stift 2 går under 1/3 av matningsspänningsmärket. Detta slår på utgången från IC: n.
Nu är kondensatorn fulladdad till matningsspänningen genom 100kΩ motståndet. När rörelsen detekteras detekterar stift 6 på timern IC igen den laddade kondensatorn som uppenbarligen är vid matningsspänningen och därmed går mer än 2/3-märket. Detta stänger av IC-utgången.
Om du observerar kretsen lite nära kan du se att vi kan använda en BJT istället för relä och du har rätt men tyvärr fungerar det inte. Anledningen är återigen skillnaden mellan idealet och den verkliga världen. Vi använder BJT överallt men de är inte perfekta omkopplare och har viss läckström som i det här fallet trasslar med kretsen. Vi behöver en idealisk omkopplare i det här fallet och därmed använder vi ett relä.
Transistorerna används för att driva reläerna. Vi använder en PNP-transistor för att driva huvudreläet eftersom IR-sensormodulen ger en konstant matningsspänning vid utgången och när den upptäcker något drar den spänningen till marken. Vi kan använda en NPN-transistor för att driva utgångsreläet eftersom IC har aktiv hög effekt.

Demonstration av rörelsesensorkrets

Genom att följa kretsschemat för 555 timerrörelsedetektor som anges ovan skapade jag kretsen på perf-board, vars video finns i slutet av artikeln. Bilderna relaterade till kretsen ges också nedan.

Så här kan du använda den berömda 555-timern IC i kombination med en IR-sensor för att utforma en höghastighetsrörelsessensorkrets. Om du har några tvivel relaterade till kretsen, lämna gärna din kommentar nedan.