定時器IC555還沒有死,這是因為它以低成本提供的擴展功能。無論是振蕩器、定時器還是觸發器,該芯片都可以很好地完成工作。在本文中,我們將了解如何構建能夠根據大氣條件調整其亮度的光源。換句話說,這個 LED 信標會在黑暗中明亮地亮起,而在日光下它會熄滅或產生最小的光。
該電路采用IC 555的PWM功能。對于那些不知道PWM是一種改變脈沖的關閉和開啟時間的技術。這主要用于控制電機的速度,燈光強度和節省功耗。
在本電路中,我們將使用PWM來控制光的強度。為此,我們將生成一個高頻方波并修改其標記和空間比或開/關時間。在這個高頻信號中增加脈沖的導通時間會增加燈的亮度,而增加關時間會降低我們光的亮度。
測量 LDR 的電阻:
測量LDR在各種光照條件下的電阻。這一點很重要,因為不同制造商的電阻差異很大。因此,我測量了LDR在各種光照條件下的電阻(只是選擇電路中的電容器和電阻值的粗略測量),并在下表中注明。
請記住,如前所述,上述表格大致用于校準。但是,如果您需要非常準確地做到這一點,您可能需要使用照度計測量流明中的光強度,然后將其與相應的LDR電阻制成表格。在我看來,這個項目不需要高水平的準確性,所以我保持簡單。
電路工作原理:
要了解上述電路,最好閱讀“定時器IC 555”的工作原理。在該電路中,該IC被連接為非穩態多諧振蕩器,以產生一系列方波脈沖。該方波脈沖的產生取決于IC
6的兩個引腳“閾值/第2引腳”和“觸發/第555引腳”中的電壓。輸出將一直為高電平,直到閾值引腳中的電壓達到所提供VCC的+《》/《》,一旦達到標記值,輸出將切換為低電平。低電平狀態將一直保持,直到觸發引腳中的電壓降至供電VCC的+《》/《》以下。
如上電路所示,這兩個引腳連接到電容器的正極端子。因此,從某種意義上說,IC
555的輸出狀態取決于電容器兩端的電壓。當系統打開時,電容C1將通過LDR和二極管D1開始充電。眾所周知,LDR中的電阻隨著入射光強度的增加而降低。因此,在白天或光線充足的條件下,LDR的電阻會很低,這反過來又允許電容器快速充電到+《》/《》
Vcc。
由于二極管D1對電流的限制,電阻R2在為電容器充電時不會發揮作用。一旦電容電壓達到+2/3
Vcc標記,輸出將切換到低電平,進而激活引腳7中的內部放電晶體管。現在,電容器通過電阻R1放電,電容器兩端的電壓開始下降。輸出中的低電平狀態將一直保持,直到電容電壓切換回高電平后達到+1/3
Vcc。這將關閉放電晶體管,整個循環重復。
指示燈:
這部分非常簡單,將生成的PWM信號饋送到晶體管的基極,并驅動連接到其集電極端子的LED。晶體管基極將通過此PWM信號激活,LED將在信號的ON時間段內激活。當由更高頻率的PWM信號驅動時,LED是一個慢速元件,將表現出連續照明或非照明效果作為輸出。那里有你的光響應
LED 信標.LED將消耗約60mA的電流。您可以增加 LED 的數量,以制造出強大的 LED 信標。
計算:
以下是有關該電路背后的計算的簡要說明。我們需要固定R1和C1的值,因為這些分量的值決定了輸出中PWM脈沖的頻率和關斷時間。我們需要一個高頻脈沖,以避免輸出中的閃爍。電容越小,電容器的充放電周期越快。所以我選擇了
C1 = 0.22uF
我需要信標根據入射光在 LED
信標中產生衰落效果。所以我需要選擇一個介于“人造光下”和“弱光條件下”之間的電阻值,所以我選擇了47K,這將在PWM脈沖的ON和OFF周期之間提供良好的平衡,從而產生平滑的衰落效果。
為了確定各種條件的開和關時間,我們使用以下公式 T1 = 接通時間 , T2 = 關斷時間
T1 = 0.693 x LDR分辨率 x C1
T2 = 0.693 x R1 x C1
使用上述公式計算時間段、占空比和頻率
i) 使用手電筒照明(高強度燈)
LDR分辨率 = 400 歐姆
T1 = 0.693 x 400 x 0.22uF
= 0.000069 秒
T2 = 0.693 x 47k x 0.22uF
= 0.0072 秒
計算PWM波的頻率
總和 = T1 + T2 = 0.000069 + 0.0072 = 0.0073
F = 1 / 0.0073 = 137Hz
占空比 = LDRres / LDRres + R1
= 400 / 400 + 47K
= 0.84 %
因此,正如您在上面看到的,當周圍的光線非常高時,導通時間非常低,為 0.84%,因此 LED 將處于非常暗淡的狀態。
ii) 漆黑
LDR分辨率 = 170k
T1 = 0.693 x 170k x 0.22uF = 0.025
T2 = 0.693 x 47k x 0.22uF = 0.007
F = 1 / 0.032 = 31.25 Hz
占空比 = 170k / 170k + 47k = 78.3%
以上兩個條件是兩個極端,正如您在計算中觀察到的那樣,該電路在不同的光照條件下在增亮和調光方面做得相當好。
用直流風扇替換 LED 信標:
您可以通過用直流風扇替換 LED
來嘗試此電路的另一種變體。該電路將以類似的性質工作,并根據入射到LDR上的光強度控制直流風扇的速度。當光強度較小時風扇會運行得更快,當強度高時風扇會運行得更慢.
-
PWM
+關注
關注
114文章
5186瀏覽量
213819 -
ic555
+關注
關注
0文章
70瀏覽量
10330 -
LDR
+關注
關注
0文章
99瀏覽量
7586
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論