構(gòu)建一個(gè)帶報(bào)警器的自動(dòng)燈柵電路

光柵電路用于檢測特定區(qū)域中是否存在任何人或物體。Light Fence Circuit的檢測范圍約為1.5至3米。使用 LDR 和運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)電路非常簡單。這種便攜式電路可以使用常用的 9V 電池順利工作，并且蜂鳴器產(chǎn)生的警報(bào)聲足夠響亮，可以檢測到人、車輛或物體的存在。

所需組件

LM741 運(yùn)算放大器 IC

555定時(shí)器IC

BC557 – PNP 晶體管

LDR

電阻器（210、1K、5.7K、100k、1M）

電容器（0.1uf、10uf）

電位器 – 100K

蜂鳴器

引領(lǐng)

電池 - 9V

面包板

LDR

LDR 是 光敏電阻。LDR 由半導(dǎo)體材料制成，使其具有光敏特性。有許多類型，但一種材料很受歡迎，它是硫化鎘 （CdS）。這些 LDR 或光敏電阻的工作原理是“光導(dǎo)”?，F(xiàn)在這個(gè)原理說的是，只要光落在 LDR 的表面上（在這種情況下），元件的電導(dǎo)就會(huì)增加，或者換句話說，當(dāng)光落在 LDR 的表面上時(shí)，LDR 的電阻就會(huì)下降。實(shí)現(xiàn) LDR 的這種電阻降低特性是因?yàn)樗潜砻嫔鲜褂玫陌雽?dǎo)體材料的特性。

我們之前使用 LDR 構(gòu)建了許多 電路，這些電路使用 LDR 來根據(jù)要求自動(dòng)化燈光。

555定時(shí)器IC

555定時(shí)器IC是電子中最常用的IC之一，特別是用于觸發(fā)目的。要了解有關(guān)它的更多信息，請遵循我們的各種555 定時(shí)器電路。在這里，我們使用555 Timer IC 在非穩(wěn)態(tài)模式下通過蜂鳴器產(chǎn)生蜂鳴聲。下面我們解釋了 555 定時(shí)器 IC 在非穩(wěn)態(tài)模式下工作時(shí)每個(gè)引腳的行為。

引腳 1接地： 該引腳應(yīng)接地。

引腳 2TRIGGER： 觸發(fā)引腳從比較器 2 的負(fù)輸入端拖出。較低的比較器輸出連接到觸發(fā)器的 SET 引腳。該引腳上的負(fù)脈沖 （《 Vcc/3） 設(shè)置觸發(fā)器并且輸出變?yōu)楦唠娖健?/p>

引腳 3OUTPUT： 該引腳也沒有特殊功能。這是連接負(fù)載的輸出引腳。它可以用作源或匯，并驅(qū)動(dòng)高達(dá) 200mA 的電流。

引腳 4復(fù)位： 定時(shí)器芯片中有一個(gè)觸發(fā)器。復(fù)位引腳直接連接到觸發(fā)器的 MR（主復(fù)位）。這是一個(gè)低電平有效引腳，通常連接到 VCC 以防止意外復(fù)位。

引腳 5控制引腳： 控制引腳從比較器一的負(fù)輸入引腳連接。輸出脈沖寬度可以通過在此引腳上施加電壓來控制，而與 RC 網(wǎng)絡(luò)無關(guān)。通常這個(gè)引腳用一個(gè)電容（0.01uF）拉低，以避免不必要的噪聲干擾工作。

引腳 6 THRESHOLD： 閾值引腳電壓決定何時(shí)復(fù)位定時(shí)器中的觸發(fā)器。閾值引腳來自上比較器的正輸入。如果控制引腳開路，則等于或大于 VCC*（2/3） 的電壓將復(fù)位觸發(fā)器。所以輸出變低。

引腳 7放電： 該引腳從晶體管的集電極開路引出。由于晶體管（在其上采用放電引腳，Q1）將其基極連接到 Qbar。每當(dāng)輸出變低或觸發(fā)器復(fù)位時(shí)，放電引腳被拉至地并且電容器放電。

引腳 8電源或 VCC： 它連接到正電壓（+3.6v 至 +15v）。

電路原理圖

帶警報(bào)的自動(dòng)圍欄照明的完整電路圖如上所示。LDR 面向入口放置，電位器用于調(diào)節(jié)設(shè)備的靈敏度。您還可以在電池的負(fù)極引腳和 LDR 的接地引腳之間添加一個(gè)開關(guān)，以手動(dòng)控制此安全系統(tǒng)。

光柵電路的工作

此處，運(yùn)算放大器 IC用作電壓比較器，而555 定時(shí)器 IC 置于非穩(wěn)態(tài)模式。LDR 和電位器正在創(chuàng)建一個(gè)分壓器電路。該分壓器電路的輸出將根據(jù)落在 LDR 上的光強(qiáng)度而變化。分壓器連接到運(yùn)算放大器 IC 的反相引腳。同相引腳通過一個(gè) 5.7Kohm 電阻與電源相連，因此同相端的電壓值是固定的。您可以將此電阻替換為 10K 電位器，以根據(jù)要求調(diào)整電壓。

我們可以通過與 LDR 串聯(lián)的電位器 VR1 來調(diào)節(jié)設(shè)備的靈敏度。當(dāng)非反相輸入電壓大于或等于參考電壓時(shí)，運(yùn)算放大器 IC 輸出（引腳 6）的輸出（引腳 6）變?yōu)楦唠娖?。通過遵循各種基于運(yùn)算放大器的電路，了解有關(guān)運(yùn)算放大器工作的更多信息。

根據(jù)電路圖，當(dāng) LDR 檢測到任何活動(dòng)時(shí)，運(yùn)算放大器 IC 的輸出變?yōu)榈碗娖?，PNP 晶體管T1 開始導(dǎo)通。因此，LED 開始發(fā)光，555 定時(shí)器 IC 被觸發(fā)。此處，555 定時(shí)器 IC 處于非穩(wěn)態(tài)模式，R3、R5 和 C1 提供預(yù)設(shè)時(shí)間延遲。

所以每當(dāng)有人或物體進(jìn)入禁區(qū)時(shí)，LDR就會(huì)感應(yīng)到他的影子，電路觸發(fā)警報(bào)。