Circuit œil électronique de sécurité : LDR et CI 4049 pour contrôle sensible à la lumière

Circuit œil électronique pour système de contrôle de sécurité

À cette ère de l'électronique, nous rencontrons toujours plusieurs dispositifs et machines électroniques qui fonctionnent superbement pour faciliter notre flux de travail dans une grande mesure. Sans doute, les dispositifs électroniques économisent beaucoup de main-d'œuvre et d'efforts inutiles. Dans cet article, nous allons discuter du circuit « œil électronique » qui est populairement connu sous le nom d'œil magique. Ce circuit peut être utilisé dans les dispositifs pour détecter la présence de lumière automatiquement et faire fonctionner le circuit en conséquence. Nous avons aussi décrit les caractéristiques des composants principaux utilisés dans le circuit pour vous faire comprendre le fonctionnement de l'œil électronique plus clairement.

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Le circuit œil électronique utilise un photodétecteur pour détecter la présence de lumière. Ensuite, selon l'intensité de la lumière, ce dispositif allume la lumière quand il fait sombre et vice versa.

Puisque le dispositif est capable de fonctionner automatiquement, cela élimine le besoin de commutation manuelle du dispositif et économise ainsi la main-d'œuvre. Dans notre circuit œil électronique, nous avons utilisé une résistance dépendante de la lumière (LDR) pour détecter la présence de lumière qui tombe sur le circuit.

Avant de commencer le processus de conception du circuit œil électronique, discutons du fonctionnement et de la fonction de deux composants principaux du circuit, à savoir la LDR et le CI 4049 (Tampon Porte NON).

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Résistance Dépendante de la Lumière (LDR)

Les LDR sont utilisées pour indiquer la présence ou l'absence de lumière. Si l'intensité de la lumière est très faible (obscurité), la résistance de la LDR est très élevée. Dès que la LDR est exposée à la lumière, la résistance chute largement en fonction de l'intensité de la lumière. Cependant, la résistance de la LDR est inversement proportionnelle à l'intensité de la lumière. Donc, plus l'intensité de la lumière est grande, plus la chute de tension sera importante. Basé sur le matériau, la LDR est de deux types : photorésistance intrinsèque et extrinsèque.

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Caractéristiques de la LDR

Longueur d'onde : La LDR n'est pas sensible dans une certaine plage de longueur d'onde. La sensibilité d'une photorésistance varie avec la longueur d'onde de la lumière. Les LDR extrinsèques sont généralement conçues pour des longueurs d'onde plus longues de la lumière.

Sensibilité : La LDR a une sensibilité inférieure aux photoconducteurs et photodiodes. Même si la sensibilité de la lumière est maintenue constante, la résistance du dispositif peut encore varier en raison du changement de température. C'est la raison pour laquelle les LDR ne sont pas adaptées pour la mesure précise de l'intensité lumineuse.

Latence : Dans les LDR, il y a une latence temporelle entre les changements d'illumination et les changements de résistance. Ce phénomène est appelé taux de récupération de résistance. Il faut généralement un certain temps pour que la résistance chute complètement quand la lumière est appliquée après une obscurité totale. Il faut environ 10 ms pour que la résistance de la LDR chute complètement et jusqu'à 1 seconde pour que la résistance remonte à la valeur précédente, après l'enlèvement de la lumière.

Construction de la résistance dépendante de la lumière : Pour fabriquer une LDR au sulfure de cadmium, de la poudre de sulfure de cadmium hautement purifiée et des matériaux liants inertes sont utilisés. Le disque de la LDR est monté dans une enveloppe en verre pour prévenir la contamination de surface.

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Applications de la LDR

• Les résistances dépendantes de la lumière sont principalement utilisées dans les robots suiveurs de ligne qui utilisent la LDR pour déterminer le changement de direction.
• Les LDR sont utilisées dans les posemètres de photographie
• Les résistances dépendantes de la lumière sont généralement utilisées dans les veilleuses
• En dehors des applications de détection, les LDR sont aussi utilisées dans les compresseurs audio

Maintenant, vous avez une bonne connaissance de l'utilisation de la LDR dans l'œil électronique. Le second composant principal utilisé dans le circuit est le CI 4049. Discutons du CI et de son fonctionnement en bref.

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CI 4049 (Tampon Inverseur Hexa)

Le CI 4049, aussi connu sous le nom de CI tampon inverseur hexa, est utilisé pour la conversion de niveau logique haut vers bas. Le CI 4049 peut gérer deux charges TTL car il a une tension d'alimentation d'entrée plus élevée avec un courant nominal de 1mA. L'application principale du CI 4049 est la création de circuit multiplicateur de tension. Il peut aussi être utilisé pour l'oscillateur à onde carrée.

Ce CI tampon hexa convertit le niveau logique bas en haut et vice versa. Vous pouvez concevoir de nombreux projets de loisirs comme une lampe torche LED simple, l'automatisation de l'éclairage public et l'indicateur de niveau d'eau.

Brochage

Parcourez le tableau ci-dessous pour comprendre le brochage du CI 4049 et son fonctionnement :

Numéro de Broche	Nom de la Broche	Entrée / Sortie
1	VDD	–
2	Masse	SORTIE
3	A	ENTRÉE
4	H	SORTIE
5	B	ENTRÉE
6	I	SORTIE
7	C	ENTRÉE
8	VSS	–
9	D	ENTRÉE
10	J	SORTIE
11	E	ENTRÉE
12	K	SORTIE
13	NC	–
14	F	ENTRÉE
15	L	SORTIE
16	NC	–

Spécifications techniques du CI 4049

• Plage de tension d'entrée : 3V-18V
• Courant d'alimentation – 50 mA
• Capacité d'entrée -22,5 pf

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Applications de l'inverseur hexa CI 4049

• Il peut être utilisé dans le circuit multiplicateur de tension
• Convertisseurs de logique haut vers bas
• Il peut être utilisé dans le tampon hexa CMOS
• Comme driver de source

Maintenant, vous connaissez bien le fonctionnement des deux composants, c.-à-d. le CI 4049 et la LDR. Maintenant, nous allons commencer le processus de conception de l'œil électronique en utilisant quelques composants électroniques facilement disponibles. Rassemblez les composants ci-dessous et commencez à concevoir le circuit de l'œil électronique.

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Composants requis

• CI 4049
• Résistance dépendante de la lumière (LDR)
• Résistance 220 K ohm
• LED
• Buzzer
• Batterie – 9V
• Interrupteur

Schéma du circuit Œil Électronique

Assemblez les composants comme montré dans le schéma de circuit ci-dessous. Connectez la LDR avec le CI 4049. Connectez le buzzer et le CI 4049 comme montré ci-dessous. La broche 1 du CI 4049 est connectée à l'alimentation et la broche 8 est mise à la masse.

Fonctionnement du circuit œil électronique

La sortie a deux états principalement Haut et Bas et ne peut pas être dans un autre état intermédiaire. Le circuit est alimenté par une batterie 9V pour le rendre portable. Cependant, le CI 4049 se compose de six portes NON indépendantes mais nous n'avons utilisé qu'une seule porte NON dans cette conception de circuit.

Nous avons fait un circuit diviseur de tension utilisant la LDR et une résistance de 220 k ohm connectées en série. Puisque la tension est directement proportionnelle à la conductance, plus de tension sera produite à la sortie du circuit diviseur quand la LDR est exposée à la lumière et vice versa.

Ensuite, cette tension de sortie du diviseur est envoyée à l'entrée de la porte NON de l'inverseur hexa CI 4049. Par conséquent, quand l'intensité de la lumière est faible sur la LDR (ce qui signifie obscurité), la sortie du diviseur sera basse. En résultat, la broche 2 de la porte NON du CI devient haute et la LED connectée à la sortie s'active. En termes simples, chaque fois que la LDR est exposée au faisceau de lumière, la résistance de la LDR augmente et cela fait produire un son dans le buzzer par l'inverseur hexa CI 4049.

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Applications de l'œil électronique

L'œil électronique est généralement une photorésistance qui allume la lumière quand il fait sombre. Vous pouvez utiliser l'œil électronique dans l'endroit où vous avez besoin d'actionner un dispositif quand il fait sombre et qu'aucune lumière n'est présente et l'éteindre automatiquement une fois que le faisceau de lumière frappe la surface de la LDR. Cette fonctionnalité peut être très utile dans une variété d'applications dans la vie quotidienne :

• Il peut être utilisé comme indicateur d'invité automatique à la porte dans les bureaux, écoles, collèges et appartements.
• Il peut être utilisé dans les systèmes de contrôle de sécurité.
• Ceci peut être utilisé sur l'autoroute comme compteur de véhicules, pour compter le nombre de véhicules.
• Il peut être utilisé dans les machines d'emballage automatiques dans les industries et usines pour emballer les matériaux qui sont fabriqués.
• Il peut être utilisé dans les appareils photo pour déterminer automatiquement l'ouverture et la posture appropriées.

En résumé

Le circuit œil électronique est d'une grande utilité et peut être assemblé en utilisant des composants électroniques rentables. Nous avons utilisé quelques composants électroniques simples pour concevoir le circuit. Nous avons utilisé deux composants principaux, à savoir la LDR et l'inverseur hexa CI 4049 dans notre projet. Le fonctionnement et la fonction des deux composants sont bien décrits dans l'article pour vous faire comprendre le fonctionnement des deux composants dans le projet de circuit œil électronique. Nous espérons que vous pourrez concevoir le circuit « œil électronique » par vous-même en utilisant les informations fournies dans la discussion ci-dessus.

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