Схема электронного глаза — использование LDR и IC 4049 для контроля безопасности

Электронный глаз для системы контроля безопасности

В нашу эпоху электроники мы всегда сталкиваемся с несколькими электронными устройствами и машинами, которые отлично работают, чтобы в значительной степени облегчить наш рабочий процесс. Без сомнения, электронные устройства экономят много рабочей силы и ненужных усилий. В этой статье мы обсудим схему «Электронный глаз», широко известную как волшебный глаз. Эта схема может использоваться в устройствах для автоматического обнаружения наличия света и соответствующего управления схемой. Мы также описали особенности основных компонентов, используемых в схеме, чтобы вы лучше поняли работу электронного глаза.

• Публикация по теме: Что такое бионический глаз и как он работает?

Схема электронного глаза использует фотодетектор для обнаружения наличия света. Затем, в зависимости от интенсивности света, это устройство включает свет, когда становится темно, и наоборот.

Поскольку устройство способно работать автоматически, это устраняет необходимость ручного переключения устройства и, следовательно, экономит рабочую силу. В нашей схеме электронного глаза мы использовали светочувствительный резистор (LDR) для обнаружения присутствия света, попадающего на схему.

Прежде чем приступить к процессу проектирования схемы электронного глаза, давайте обсудим работу и функции двух основных компонентов схемы, т. е. LDR и IC 4049 (НЕ буфер затвора).

• Связанный проект: Автоматическая схема светодиодного аварийного освещения с использованием LDR

Светозависимый резистор (LDR)

LDR используется для обозначения наличия или отсутствия света. Если интенсивность света очень низкая (темнота), сопротивление LDR очень велико. Как только LDR подвергается воздействию света, сопротивление в значительной степени падает в зависимости от интенсивности света. Однако сопротивление LDR обратно пропорционально интенсивности света. Таким образом, чем выше интенсивность света, тем больше будет падение напряжения. В зависимости от материала LDR бывает двух типов:внутренний и внешний фоторезистор.

• Связанный проект: Простая схема сенсорного переключателя с использованием таймера 555 и транзистора BC547

Характеристики LDR

Длина волны :LDR не чувствителен в определенном диапазоне длин волн. Чувствительность фоторезистора зависит от длины волны света. Внешние LDR обычно предназначены для большей длины волны света

Чувствительность :LDR имеет более низкую чувствительность, чем фотопроводники и фотодиоды. Даже если чувствительность света поддерживается постоянной, сопротивление устройства может изменяться из-за изменения температуры. По этой причине LDR не подходят для точного измерения интенсивности света.

Задержка :В LDR существует временная задержка между изменениями освещенности и изменениями сопротивления. Это явление называется скоростью восстановления сопротивления. Обычно требуется некоторое время, чтобы сопротивление полностью упало, когда свет применяется после полной темноты. Для полного снижения сопротивления LDR требуется около 10 мс, а для возврата сопротивления к предыдущему значению после отключения света требуется до 1 секунды.

Конструкция светозависимого резистора: Для изготовления ЛДР сульфида кадмия используют высокоочищенный порошок сульфида кадмия и инертные связующие материалы. Диск LDR помещен в стеклянную оболочку для предотвращения загрязнения поверхности.

• Связанный проект: Автоматическая ночная лампа с использованием Arduino и LDR

Применения LDR

• Светозависимые резисторы в основном используются в роботах, следующих по линии, которые используют LDR для определения изменения курса.
• LDR используются в экспонометрах для фотосъемки.
• Светозависимые резисторы обычно используются в ночном освещении.
• Помимо датчиков, LDR также используются в аудиокомпрессорах.

Теперь вы хорошо разбираетесь в использовании LDR в электронном глазу. Вторым основным компонентом, используемым в схеме, является IC 4049. Давайте кратко обсудим IC и ее работу.

• Связанный проект: Автоматическая система управления уличным освещением с использованием LDR

IC 4049 (Hex Inverter Buffer)

IC 4049, также известная как IC буфера шестнадцатеричного преобразователя, используется для преобразования высокого логического уровня в низкий. Микросхема 4049 может работать с двумя нагрузками TTL, поскольку имеет более высокое входное напряжение питания с номинальным током 1 мА. Основное применение IC 4049 — создание схемы умножителя напряжения. Его также можно использовать для генератора прямоугольных импульсов.

Эта микросхема шестнадцатеричного буфера преобразует низкий логический уровень в высокий и наоборот. Вы можете создавать множество проектов для любителей, таких как простой светодиодный фонарик, автоматизация уличного освещения и индикатор уровня воды.

Распиновка

Просмотрите приведенную ниже таблицу, чтобы понять распиновку IC 4049 и ее работу:

Пин-код	Имя пин-кода	Ввод/вывод
1	ВДД	–
2	Земля	ВЫВОД
3	А	ВВОД
4	В	ВЫВОД
5	В	ВВОД
6	Я	ВЫВОД
7	С	ВВОД
8	ВСС	–
9	D	ВВОД
10	J	ВЫВОД
11	E	ВВОД
12	К	ВЫВОД
13	NC	–
14	F	ВВОД
15	Д	ВЫВОД
16	NC	–

Технические характеристики IC 4049

• Диапазон входного напряжения:3–18 В
• Потребляемый ток — 50 мА
• Входная емкость -22,5 пФ

Запись по теме: Схема тестера кабелей и проводов

Применение шестнадцатеричного инвертора IC 4049

• Может использоваться в схеме умножителя напряжения.
• Преобразователи высокой логики в низкую
• Можно использовать в шестнадцатеричном буфере CMOS
• Как исходный драйвер

Теперь вы хорошо знакомы с работой обоих компонентов, то есть IC 4049 и LDR. Теперь мы начнем процесс проектирования электронного глаза, используя некоторые легкодоступные электронные компоненты. Соберите перечисленные ниже компоненты и приступайте к проектированию схемы электронного глаза.

Связанный проект:Электронный проект управления светофором с использованием таймера IC 4017 и 555

Необходимые компоненты

• IC 4049
• Светозависимый резистор (LDR)
• Резистор 220 кОм
• Светодиод
• Зуммер
• Аккумулятор — 9 В
• Переключиться

Электронный Схема контура глаза

Соберите компонент, как показано на принципиальной схеме, приведенной ниже. Подключите LDR к IC 4049. Подключите зуммер и IC 4049, как показано ниже. Контакт 1 микросхемы 4049 подключен к источнику питания, а контакт 8 заземлен.

Работа схемы электронного глаза

Вывод имеет два этапа, в основном Высокий и Низкий, и не может быть на каком-либо другом промежуточном этапе. Схема питается от батареи 9 В, что делает ее портативной. Однако IC 4049 состоит из шести независимых логических элементов НЕ, но мы использовали только один логический элемент НЕ в этой схеме.

Мы сделали схему делителя потенциала, используя LDR и резистор 220 кОм, соединенные последовательно. Поскольку напряжение прямо пропорционально проводимости, на выходе схемы делителя будет создаваться большее напряжение, когда LDR подвергается воздействию света, и наоборот.

Затем это выходное напряжение делителя подается на вход вентиля НЕ инвертора Hex 4049 IC. Следовательно, когда интенсивность света ниже LDR (что означает темноту), выход делителя будет низким. В результате на выводе 2 микросхемы вентиля НЕ появляется высокий уровень, а светодиод, подключенный к выходу, активируется. Проще говоря, всякий раз, когда LDR подвергается воздействию светового луча, сопротивление LDR увеличивается, и это заставляет инвертор Hex IC 4049 издавать звук в виде зуммера.

• Связанный проект:электронный проект схемы переключателя хлопков с использованием таймера 555

Применения электронного глаза

Электронный глаз обычно представляет собой фоторезистор, который включает свет, когда становится темно. Вы можете использовать электронный глаз в том месте, где вам нужно управлять устройством, когда темно и нет света, и автоматически выключать его, как только луч света попадает на поверхность LDR. Эта функция может быть очень полезна в различных приложениях в повседневной жизни:

• Его можно использовать в качестве автоматического индикатора присутствия гостей у дверей в офисах, школах, колледжах и квартирах.
• Его можно использовать в системах, контролируемых безопасностью.
• Его можно использовать на шоссе в качестве счетчика транспортных средств для подсчета количества транспортных средств.
• Его можно использовать в автоматических упаковочных машинах на предприятиях и фабриках для упаковки производимых материалов.
• Его можно использовать в камерах для автоматического определения правильной диафрагмы и положения.

Итог

Схема электронного глаза очень полезна и может быть собрана из недорогих электронных компонентов. Мы использовали несколько простых электронных компонентов для разработки схемы. В нашем проекте мы использовали два основных компонента, а именно LDR и шестигранный инвертор IC 4049. Работа и функции обоих компонентов хорошо описаны в статье, чтобы вы могли понять работу обоих компонентов в проекте схемы электронного глаза. Мы надеемся, что вы сможете самостоятельно разработать схему «электронного глаза», используя информацию, предоставленную в приведенном выше обсуждении.

Связанные проекты:

• Автоматическая система полива и орошения растений — схема, код и отчет о проекте
• Схема оповещения о дожде — проект детектора снега, воды и дождя
• Схема индикатора уровня воды — два простых проекта
• Другие проекты в области электротехники и электроники