В этой статье узнаем, как собрать схему датчика освещённости с использованием LDR (светозависимого резистора), микросхемы таймера 555 и нескольких других электронных компонентов. Эта схема определяет интенсивность света, попадающего на LDR, и включает светодиод, когда интенсивность света превышает определённый уровень.
Светодиод можно заменить любым электронным устройством, например зуммером, реле. Двигателями постоянного тока и т. д. Мы также узнаем, как работает эта схема и какие ещё интересные вещи можно с ней делать. Итак, приступим.
Требуемые компоненты
Микросхема таймера 555
Светозависимый резистор (СЗР)
Резисторы: 2 x 10 кОм, 330 Ом
Потенциометр 100K
Светодиод (LED)
Макетная доска
Несколько проводов для макетной платы
Источник питания (5–12) В
Принципиальная схема
Инструкции по построению этой схемы
Шаг 1. Установите микросхему таймера 555 на макетную плату. Я расположил микросхему так, чтобы выемка была слева. Таким образом, нумерация контактов начинается с нижнего левого угла (см. распиновку таймера 555).
Шаг 2. Подключите контакт 8 микросхемы к положительному полюсу, а контакт 1 микросхемы — к отрицательному. (Мы использовали отверстия во втором ряду сверху в качестве положительного полюса и отверстия во втором ряду снизу в качестве отрицательного полюса)
Шаг 3. Подключите контакты 2 и 6 микросхемы
Шаг 4. Разместите резистор на 10 кОм на макетной плате так, чтобы один из его выводов был подключен к контакту 2 микросхемы таймера 555. Подключите другой вывод резистора к отрицательной шине
Шаг 5. Разместите резистор на 10 кОм на макетной плате так, чтобы один из его выводов был подключен к контакту 6 микросхемы таймера 555. Подключите другой вывод резистора к положительному полюсу
Шаг 6. Теперь установите LDR (светозависимый резистор) на макетную плату так, чтобы один из его выводов был подключен к контакту 4 микросхемы таймера 555. Подключите другой вывод к положительному полюсу
Шаг 7. Установите на макетной плате резистор сопротивлением 4,7 кОм так, чтобы один из его выводов был подключен к контакту 4 микросхемы таймера 555
Шаг 8. Установите потенциометр на 100 кОм так, чтобы один из его крайних выводов был соединён с другим выводом резистора на 4,7 кОм
Шаг 9. Теперь подключите центральный вывод потенциометра на 100 кОм к отрицательному полюсу
Шаг 10. Разместите светодиод на макетной плате и подключите его анод к контакту 3 микросхемы таймера 555. Подключите резистор 330 Ом между катодом светодиода и отрицательной шиной. (Для источника питания 5/6 В используйте резистор 220 Ом, для 9 В — 330 Ом, а для 12 В — 470 Ом.)
Шаг 11. Подключите источник питания, и схема готова!
Как работает эта схема
Для начала: сопротивление LDR (светозависимого резистора) обратно пропорционально интенсивности падающего на него света. Это означает, что при высокой интенсивности падающего света сопротивление LDR будет меньше, и наоборот.
С другой стороны, микросхема таймера 555 активируется, когда на её вывод сброса (контакт 4) подаётся напряжение более 0,8 В. После активации микросхемы напряжение на контактах 2 и 6 должно составлять от 1/3 до 2/3 напряжения питания, чтобы выход был включён. Например, если напряжение на выводе сброса превышает 0,8 В, а напряжение на контактах 2 и 6 составляет половину напряжения питания, выход включается.
В схеме мы создали делитель напряжения с помощью фоторезистора и резистора + потенциометра. Затем он подключается к контакту 4 (сброс) микросхемы таймера 555. Таким образом, в темноте сопротивление фоторезистора увеличивается, и напряжение на делителе падает ниже 0,8 В, что приводит к выключению микросхемы таймера 555. Когда света достаточно, напряжение на контакте сброса поднимается выше 0,8 В, и микросхема включается.
Два резистора сопротивлением 10 кОм используются для того, чтобы разделить напряжение питания пополам и подать его на контакты 2 и 6. Это гарантирует, что выход микросхемы будет включен при каждом ее срабатывании.
Дальнейшие улучшения
Я использовал эту схему только для того, чтобы включить светодиод. Но в реальных условиях вам может понадобиться эта схема для включения приборов переменного тока, мощных двигателей и т. д. Для этого можно напрямую добавить реле на выходе и подключить к нему нагрузку переменного тока.
Вы также можете настроить таймер 555 на воспроизведение звуковой частоты и использовать его в качестве светового будильника, подключив динамик к выходу.
Подведем итог
Используется в автоматических системах уличного освещения
Используется для автоматического включения подсветки в шкафу или гардеробной при их открытии
В системах охранной сигнализации, работающих на основе видимого света. До новых встреч в следующих статьях.
