Elektronischer Augenschaltkreis – Verwendung von LDR und IC 4049 zur Sicherheitskontrolle

Elektronischer Augenschaltkreis für Sicherheitskontrollsystem

Im Zeitalter der Elektronik stoßen wir immer wieder auf mehrere elektronische Geräte und Maschinen, die hervorragend funktionieren, um unseren Arbeitsablauf in hohem Maße zu erleichtern. Ohne Zweifel sparen elektronische Geräte viel Arbeitskraft und unnötigen Aufwand. In diesem Artikel werden wir die Schaltung des „Elektronischen Auges“ diskutieren, die im Volksmund als magisches Auge bekannt ist. Diese Schaltung kann in Geräten verwendet werden, um das Vorhandensein von Licht automatisch zu erkennen und die Schaltung entsprechend zu betreiben. Wir haben auch die Merkmale der Hauptkomponenten beschrieben, die in der Schaltung verwendet werden, damit Sie die Funktionsweise des elektronischen Auges besser verstehen.

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Elektronische Augenschaltkreise verwenden einen Fotodetektor, um das Vorhandensein eines Lichts zu erkennen. Je nach Lichtintensität schaltet dieses Gerät dann das Licht ein, wenn es dunkel wird und umgekehrt.

Da das Gerät in der Lage ist, automatisch zu arbeiten, entfällt die Notwendigkeit des manuellen Umschaltens des Geräts und somit der Arbeitskraft. In unserem elektronischen Augenschaltkreis haben wir einen lichtabhängigen Widerstand (LDR) verwendet, um das Vorhandensein von Licht zu erkennen, das auf den Schaltkreis fällt.

Bevor wir mit dem Designprozess der elektronischen Augenschaltung beginnen, lassen Sie uns die Arbeitsweise und Funktion von zwei Hauptkomponenten der Schaltung besprechen, nämlich LDR und IC 4049 (NICHT Gate Buffer).

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Lichtabhängiger Widerstand (LDR)

LDRs werden verwendet, um das Vorhandensein oder Fehlen von Licht anzuzeigen. Bei sehr geringer Lichtintensität (Dunkelheit) ist der Widerstand von LDR sehr hoch. Sobald der LDR Licht ausgesetzt wird, sinkt der Widerstand stark abhängig von der Lichtintensität. Der Widerstand von LDR ist jedoch umgekehrt proportional zur Lichtintensität. Je höher also die Lichtintensität, desto größer der Spannungsabfall. Basierend auf dem Material gibt es zwei Arten von LDR, nämlich intrinsische und extrinsische Fotowiderstände.

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Eigenschaften von LDR

Wellenlänge :LDR ist in einem bestimmten Wellenlängenbereich nicht empfindlich. Die Empfindlichkeit eines Fotowiderstands variiert mit der Lichtwellenlänge. Extrinsische LDR sind im Allgemeinen für längere Wellenlängen eines Lichts ausgelegt

Empfindlichkeit :LDR hat eine geringere Empfindlichkeit als Fotoleiter und Fotodioden. Selbst wenn die Empfindlichkeit des Lichts konstant gehalten wird, kann der Widerstand des Geräts aufgrund der Temperaturänderung dennoch variieren. Aus diesem Grund sind LDRs nicht für eine präzise Lichtintensitätsmessung geeignet.

Latenz :Bei LDRs gibt es eine zeitliche Latenz zwischen Beleuchtungsänderungen und Widerstandsänderungen. Dieses Phänomen wird als Widerstandserholungsrate bezeichnet. Es dauert normalerweise einige Zeit, bis der Widerstand vollständig abfällt, wenn Licht nach vollständiger Dunkelheit zugeführt wird. Es dauert etwa 10 ms, bis der Widerstand von LDR vollständig abgefallen ist, und bis zu 1 Sekunde, bis der Widerstand wieder auf den vorherigen Wert ansteigt, nachdem das Licht entfernt wurde.

Aufbau des lichtabhängigen Widerstands: Zur Herstellung eines Cadmiumsulfid-LDR werden hochgereinigtes Cadmiumsulfidpulver und inerte Bindematerialien verwendet. Die Scheibe des LDR ist in einer Glashülle montiert, um eine Oberflächenkontamination zu verhindern.

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Anwendungen von LDR

• Lichtabhängige Widerstände werden hauptsächlich in Linienverfolgungsrobotern verwendet, die LDR zur Bestimmung der Kursänderung verwendeten.
• LDRs werden in Fotografie-Belichtungsmessern verwendet
• Lichtabhängige Widerstände werden im Allgemeinen in Nachtlichtern verwendet
• Außerhalb der Sensoranwendungen werden LDRs auch in Audiokompressoren verwendet

Jetzt haben Sie gute Kenntnisse über die Verwendung von LDR im elektronischen Auge. Die zweite Hauptkomponente, die in der Schaltung verwendet wird, ist IC 4049. Lassen Sie uns kurz auf den IC und seine Funktionsweise eingehen.

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IC 4049 (Hex-Inverterpuffer)

IC 4049, auch bekannt als Hex-Inverter-Puffer-IC, wird für die Umwandlung von High-Logikpegel in Low verwendet. 4049 IC kann zwei TTL-Lasten handhaben, da es eine höhere Eingangsversorgungsspannung mit einem Nennstrom von 1 mA hat. Die Hauptanwendung von IC 4049 ist die Erstellung einer Spannungsvervielfacherschaltung. Es kann auch für einen Rechteckoszillator verwendet werden.

Dieser Hex-Puffer-IC wandelt einen niedrigen Logikpegel in einen hohen und umgekehrt um. Sie können viele Bastlerprojekte wie einfache LED-Taschenlampen, Straßenbeleuchtungsautomatisierung und Wasserstandsanzeige entwerfen.

Pinbelegung

Gehen Sie durch die folgende Tabelle, um die Pinbelegung des IC 4049 und seine Funktionsweise zu verstehen:

PIN-Nummer	Pin-Name	Eingabe/Ausgabe
1	VDD	–
2	Boden	AUSGABE
3	A	EINGABE
4	H	AUSGABE
5	B	EINGABE
6	Ich	AUSGABE
7	C	EINGABE
8	VSS	–
9	D	EINGABE
10	J	AUSGABE
11	E	EINGABE
12	K	AUSGABE
13	NC	–
14	F	EINGABE
15	L	AUSGABE
16	NC	–

Technische Spezifikationen von IC 4049

• Eingangsspannungsbereich:3V-18V
• Versorgungsstrom – 50 mA
• Eingangskapazität -22,5 pf

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Anwendungen des Hex-Inverters IC 4049

• Es kann in einer Spannungsvervielfacherschaltung verwendet werden
• High-Low-Logik-Konverter
• Es kann im CMOS-Hex-Puffer verwendet werden
• Als Quelltreiber

Jetzt kennen Sie die Funktionsweise beider Komponenten, d. h. IC 4049 und LDR. Jetzt beginnen wir mit dem Designprozess des elektronischen Auges unter Verwendung einiger leicht verfügbarer elektronischer Komponenten. Sammeln Sie die folgenden Komponenten und beginnen Sie mit dem Entwurf der Schaltung des elektronischen Auges.

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Erforderliche Komponenten

• IC 4049
• Lichtabhängiger Widerstand (LDR)
• 220 K Ohm Widerstand
• LED
• Summer
• Batterie – 9 V
• Wechseln

Elektronisches Augenschaltbild

Bauen Sie die Komponente wie im untenstehenden Schaltplan gezeigt zusammen. Verbinden Sie den LDR mit IC 4049. Verbinden Sie den Summer und IC 4049 wie unten gezeigt. Pin 1 des 4049 IC ist mit der Stromversorgung verbunden und Pin 8 ist geerdet.

Funktion der elektronischen Augenschaltung

Die Ausgabe hat zwei Stufen, hauptsächlich High und Low, und kann sich in keiner anderen Zwischenstufe befinden. Die Schaltung wird von einer 9-V-Batterie gespeist, um sie tragbar zu machen. IC 4049 besteht jedoch aus sechs unabhängigen NICHT-Gattern, aber wir haben in diesem Schaltungsdesign nur ein NICHT-Gatter verwendet.

Wir haben eine Potentialteilerschaltung mit LDR und 220-kOhm-Widerstand in Reihe geschaltet. Da die Spannung direkt proportional zum Leitwert ist, werden am Ausgang der Teilerschaltung mehr Spannungen erzeugt, wenn LDR Licht ausgesetzt wird und umgekehrt.

Dann wird diese Ausgangsspannung des Teilers dem Eingang des NICHT-Gatters des Hex-Inverters 4049 IC zugeführt. Wenn daher die Lichtintensität über dem LDR niedrig ist (was dunkel bedeutet), ist die Ausgabe des Teilers niedrig. Als Ergebnis wird Pin 2 des NOT-Gate-IC hoch und die mit dem Ausgang verbundene LED wird aktiviert. Mit einfachen Worten, immer wenn LDR dem Lichtstrahl ausgesetzt wird, erhöht sich der Widerstand von LDR und dies veranlasst den Hex-Inverter IC 4049, einen Ton im Summer zu erzeugen.

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Anwendungen des elektronischen Auges

Das elektronische Auge ist im Allgemeinen ein Fotowiderstand, der das Licht einschaltet, wenn es dunkel wird. Sie können das elektronische Auge dort verwenden, wo Sie ein Gerät bedienen müssen, wenn es dunkel und kein Licht vorhanden ist, und sich automatisch ausschalten, sobald der Lichtstrahl auf die Oberfläche des LDR trifft. Diese Funktion kann in einer Vielzahl von Anwendungen im täglichen Leben sehr nützlich sein:

• Es kann als automatische Gästeanzeige an der Tür in Büros, Schulen, Hochschulen und Wohnungen verwendet werden.
• Es kann in sicherheitskontrollierten Systemen verwendet werden.
• Dies kann auf der Autobahn als Fahrzeugzähler verwendet werden, um die Anzahl der Fahrzeuge zu zählen
• Es kann in automatischen Verpackungsmaschinen in Industrien und Fabriken verwendet werden, um hergestellte Materialien zu verpacken
• Es kann in Kameras verwendet werden, um automatisch die richtige Blende und Haltung zu bestimmen

Unterm Strich

Elektronische Augenschaltkreise sind von großem Nutzen und können mit kostengünstigen elektronischen Komponenten zusammengebaut werden. Wir haben einige einfache elektronische Komponenten verwendet, um die Schaltung zu entwerfen. Wir haben in unserem Projekt zwei Hauptkomponenten verwendet, nämlich LDR und Hex-Inverter IC 4049. Die Funktionsweise und Funktion beider Komponenten sind in dem Artikel gut beschrieben, damit Sie die Funktionsweise beider Komponenten im Projekt „Electronic Eye Circuit“ verstehen. Wir hoffen, dass Sie in der Lage sein werden, die Schaltung für das „elektronische Auge“ selbst zu entwerfen, indem Sie die in der obigen Diskussion bereitgestellten Informationen verwenden.

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