UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURETIFACULTATEA: TRANSPORTURICATEDRA: TELECOMENZI I ELECTRONIC N TRANSPORTURI

PROIECT CIADETECTOR DE LUMINALM324

ndrumtor:Student:S.I.drd.ing.Stan ValentinRosu George-Gabriel Grupa 8314

Cuprins1. Tema proiectului2. Schema bloc3. Memoriu tehnic 4. Schema electric5. Schema de cablaj6. Diagrama de defectare7. Bibliografie

1.TEMA PROIECTULUI

Voi folosi lm324 in regim de comparator , detectia luminii se face prin intermediul unei fotorezistente. La iesire avem patru leduri care se aprind in functie de intensitatea luminii . Pragurile de lumina sunt urmatoarele: dimineata, dupamiaza, seara, noaptea. Ledurile se vor aprinde in felul urmator: primul prag se aprinde primul led, daca e al doilea prag se aprind primele doua etc si mai avem la iesire un bec precedat de o rezistenta variabila ca variator care in functie de luminozitate regleaza intensitatea luminii becului.

2.SCHEMA BLOC

BECINDICATOR DE INTENSITATEA LUMINIIBLOC DETECTOR DE LUMINAALIMENTARE

3.MEMORIU TEHNIC

ALIMENTAREA

Alimentarea se face prin intermediul unei surse de 12v stabilizate.Aceasta va da o tensiune care va trece prin fotorezistenta si in functie luminozitate tensiunea o sa fie mai mare sau mai mica.

Bloc Detector De Lumina

LM324Acest bloc este de fapt integratul lm324.Dupa cum se vede si in schema alaturata integratul are in componenta4 amplificatoare operational, acest integrat este de putere joasa.In schema vom folosi toate cele 4 amplificatoare pe post de comaparatoare, iar iesirile amplificatoarelor se vor conecta la patru leduri.

Prametri Lm324:ParameterSymbolLM324Unit

Power Supply VoltageVcc16 or 32V

Differential Input VoltageVI(DIFF)32V

Input VoltageVi-0.3 to 26V

Power Dissipation,TA=25C14-DIP14-SOPPD1310640

mW

Operating Temperature RangeTOPR0- +70C

Storage Temperature RangeTSTG-65 - +150C

Scurt istoricCu mult nainte de apariia tehnologiei digitale, calculatoarele erau construite electronic pentru efectuarea calculelor, folosind cureni i tensiuni pentru reprezentarea cantitilor numerice. Acest lucru a fost folositor n special pentru simularea proceselor fizice. O tensiune variabil, de exemplu, ar putea reprezenta viteza, sau fora, ntr-un sistem fizic. Prin utilizarea divizorilor de tensiune rezistivi i a amplificatoarelor de tensiune, operaiile matematice de nmulire i mprire putea s fie foarte uor efectuate pe aceste semnale.Proprietile reactive ale condensatoarelor i bobinelor au fost utilizate pentru simularea variabilelor folosite n funcii ce necesitau utilizarea analizei matematice. Curentul printr-un condensator depinde de rata de variaie a tensiunii, variaie desemnat prin intermediul unei derivate. Prin urmare, dac tensiunea la bornele unui condensator ar reprezenta viteza de deplasare a unui obiect, curentul prin acesta ar reprezenta fora necesar pentru accelerarea sau decelerarea acelui obiect, capacitatea condensatorului reprezentnd n acest caz masa obiectului respectiv.

unde,iC = curentul instantaneu prin condensatorC = capacitatea condensatorului(F)dv / dt = variaia curentului cu timpul

unde,F = fora aplicat obiectuluim = masa obiectuluidv / dt = variaia vitezei cu timpul (acceleraia) Aceast operaie electronic poart numele de derivare, i este o funcie natural a curentului prin condensator n relaie cu tensiunea aplicat la bornele sale. Observai c acest circuit nu are nevoie de nicio programare pentru efectuarea acestei funcii matematice relativ avansate, lucru care nu se ntmpl n cazul unui calculator digital.Circuitele electronice sunt ieftine i foarte uor de construit n comparaie cu sistemele fizice complexe, iar asemenea simulri electronice au fost folosite pe band larg pentru cercetarea i dezvoltarea sistemelor mecanice. Pentru simulri realistice totui, au fost necesare circuite amplificatoare de precizie nalt i uor de configurat pentru aceste prime calculatoare.Pe parcursul dezvoltrii calculatoarelor, s-a ajuns la concluzia c amplificatoarele difereniale cu amplificri n tensiune foarte mari, erau candidaii perfeci pentru aceste necesiti. Folosind componente simple, conectate la intrarea i la ieirea amplificatorului diferenial, s-a putut obine practic orice factor de amplificare era necesar i se putea calcula orice funcie matematic, fr modificarea sau ajustarea circuitului intern al amplificatorului nsi. Aceste amplificatoare difereniale cu amplificri foarte mari, au ajuns s fie cunoscute sub numele de amplificatoare operaionale, pe scurt AO, datorit folosirii lor n cadrul operaiilor matematice efectuate de calculatoarele analogice.Avantajele utilizrii amplificatoarelor operaionaleAmplificatoarele operaionale moderne, precum modelul popular 741, sunt circuite integrate de o nalt performan i ieftine pe de alt parte. Impedanele lor de intrare sunt foarte mari, curenii pe la bornele acestora se situeaz n jurul valorii de 0,5 mA pentru modelul 741, i mult mai puin pentru AO cu tranzistori cu efect de cmp la intrare. Impedana de ieire este de obicei foarte mic, aproximativ 75 pentru modelul 741, multe modele avnd protecie integrat la scurt-circuit, ceea ce nseamn c ieirile acestora pot fi scurt-circuitate fr ca acest lucru s afecteze circuitul intern al amplificatorului. Cu un cuplaj direct ntre etajele interne cu tranzistori ale AO, acestea pot amplifica semnale de c.c., precum i de c.a. Costurile de timp i de bani pentru proiectarea unui circuitu amplificator utiliznd componente discrete se ridic mult peste costului unui amplificator operaional. Din aceste motive, AO au scos aproape complet din uz amplificatoarele de semnal folosind tranzistori discrei.

Structura unui circuit integrat

n diagrama alturat sunt prezentate conexiunile pinilor pentru un singur AO (la fel i pentru modelul 741) dintr-un circuit integrat DIP (Dual Inline Package) cu 8 pini.

Unele circuite integrate conin dou AO ntr-un singur pachet, incluznd modelele populare TL082 i 1458. Aceste uniti duale sunt mpachetate tot ntr-un integrat DIP cu 8 pini.

Factorul de amplificareAO practice au un factor de amplificare n tensiune n jurul a 200.000 sau chiar mai mult, ceea ce nseamn c sunt inutile ca i amplificatoare difereniale n sine. Pentru un AO cu o amplificare n tensiune, AV = 200.000, i o tensiune maxim de ieire ntre +15V i -15V, o diferen de tensiune de doar 75 V ntre cele dou intrri este suficient pentru intrarea amplificatorului n saturaie sau blocare!nainte de a examina utilizarea componentelor externe pentru reducerea amplificrii la un nivel rezonabil, putem investiga mai nti aplicaiile AO pur.Comparatorul

Una dintre aceste aplicaii o reprezint comparatorul. Practic, putem spune c ieirea unui AO va fi saturat pozitiv dac intrarea pozitiv (+) este mai pozitiv dect cea negativ (-), i saturat negativ dac intrarea (+) este mai puin pozitiv dect intrarea (-). Cu alte cuvinte, amplificarea foarte mare n tensiune a unui AO, nseamn c acesta poate fi folosit pentru a compara dou tensiuni (una reprezentnd o mrime de stare i alta un punct de referina), i folosirea semnalului de la ieire pentru semnalizarea cazului n care exist o diferen ntre cele dou semnale de intrare.Comparatorul cu AO de mai sus, compar tensiunea de la intrare cu o tensiune de referin stabilit printr-un poteniometru (R1). Dac Vintrare scade sub tensiunea stabilit de R1, ieirea AO se va satura la +V, iar LED-ul se va aprinde. Invers, dac Vintrare se afl sub valoarea tensiunii de referin, LED-ul va fi polarizat invers, cu -V, i nu se va aprinde. Dac Vintrare este un semnal de tensiune produs de un instrument de msur, acest circuit comparator ar putea funciona precum o alarm de nivel, nivel stabilit de R1. n loc de LED, am putea conecta un releu, un tranzistor sau orice alt dispozitiv capabil s pun n funciune un mecanism de aciune n cazul unei alarme.

Convertor de semnal dreptunghiular

O alt aplicaia a circuitului comparator este un convertor de semnal dreptunghiular. Presupunnd c tensiunea de intrare aplicat la terminalul inversor (-) al AO ar fi o und sinusoidal de c.a. n loc de c.c., tensiunea de ieire ar oscila ntre saturaie pozitiv i saturaie negativ de cte ori tensiune de intrare va fi egal cu tensiunea de referin produs de poteniometru. Rezultatul va fi un semnal dreptunghiular.

Ajustarea poteniometrului

Ajustarea poteniometrului modific tensiunea de referin aplicat la intrarea ne-inversoare (+), iar acest lucru modific punctele de intersecie ale undei sinusoidale; rezultatul este o form de und dreptunghiular cu un factor de umplere diferit.Semnalul de c.a. de la intrare nu trebuie s fie neaprat un semnal sinusoidal pentru ca acest circuit s-i ndeplineasc funcia. Semnalul de intrare ar putea la fel de bine s fie triunghiular, dinte de fierstru, sau orice alt semnal periodic cu semi-alternane pozitive i negative. Acest circuit comparator este foarte folositor pentru formarea undelor dreptunghiulare cu factori de umplere diferii. Aceast tehnic mai este denumit i modularea n durat a pulsurilor sau PWM, adic variaia, sau modularea unei forme de und n funcie de un semnal de control, n acest caz, semnalul produs de poteniometru.

Bargraph-ul

Bargraph-ul este o alt aplicaie unde se poate folosi un comparator. Dac am conecta mai multe AO pe post de comparatoare, fiecare avnd propria sa tensiune de referin conectat la intrarea ne-inversoare (+), dar fiecare primind acelai semnal de tensiune la intrarea inversoare (-), putem construi un bargraph de tipul celor vzute la egalizatoarele grafice sau n sistemele stereo. Pe msur ce semnalul de tensiune (reprezentnd puterea semnalului radio sau nivelul sunetului audio) crete, comparatoarele vor porni unul dup altul i vor pune n funciune LED-ul lor respectiv. Cu fiecare comparator pornind la un nivel diferit al sunetului audio, numrul LED-urilor aprinse va indica puterea semnalului de intrare.n circuitul prezentat, LED1 va fi primul care se va aprinde pe msur ce tensiunea de intrare va crete ntr-o direcie pozitiv. Pe msur ce tensiunea va continua s creasc, i celelalte LED-uri vor ncepe s porneasc, unul dup altul, pn cnd toate vor fi aprinse.

INDICATOR DE INTENSITATEA LUMINIIIndicatorul de intensitatea luminii este compus dintr-o serie de leduri fiecare pozitionat la iesirile lm324.

LED

Un LED (din englez: light-emitting diode, nsemnnd diod emitoare de lumin) este o diod semiconductoare ce emite lumin la polarizarea direct a jonciunii p-n. Efectul este o form de electroluminescen.Un LED este o surs de lumin mic, de cele mai multe ori nsoit de un circuit electric ce permite modularea formei radiaiei luminoase. De cele mai multe ori acestea sunt utilizate ca indicatori n cadrul dispozitivelor electronice, dar din ce n ce mai mult au nceput s fie utilizate n aplicaii de putere ca surse de iluminare. Culoarea luminii emise depinde de compoziia i de starea materialului semiconductor folosit, i poate fi n spectrul infrarou, vizibil sau ultraviolet. Pe lng iluminare, LED-urile sunt folosite din ce n ce mai des ntr-o serie mare de dispozitive electronice.Cel mai puternic LED comercializat aparine firmei sud-coreene Seoul Semiconductor. Un singur LED din seria Z-Power P7 atinge performana de 900 Lumen la 10 Watt, deci o eficiena de 90 lm/W echivalnd cu un bec obinuit de 100W.La 28 mai 2008, firma Nexxus Lighting a prezentat cel mai eficient LED disponibil pe pia, cu o putere de 95 Lumen/Watt. Luminozitatea lampei Array LED PAR30 este comparabil cu cea a unui bec obinuit/standard de 75 Watt atingnd 740 Lumen la un consum de numai 7,7 Watt, fiind in acelai timp i variabil.Electroluminescena a fost descoperit in anul 1907 de ctre H. J. Round, folosind un cristal de carbur de siliciu si un detector primitiv dintr-un metal semiconductor. Rusul Oleg Vladimirovich Losev a fost primul care a creat primul LED prin anii 1920. Cercetarea sa a fcut nconjurul lumii, ins nu s-a gasit nici o ntrebuinare a acesteia timp de cteva decenii. n anul 1961, Bob Biar i Gary Pittman, au descoperit c aplicnd current unui aliaj din galiu si arsen, acesta emite o radiaie infraroie. Primul spectru visibil (rou) a fost realizat n anul 1962 de ctre Nick Holonyak, cnd lucra la General Electric Company . Un fost student al acestuia, M. George Craford, a inventat primul LED de culoare galben i a mbuntit factorul de iluminare al Led-urilor rou si rou -portocaliu de circa zece ori n anul 1972. Pn n 1968 LED-urile visibile i cele infraroii costau foarte mult, aproape 200 de dolari i nu puteau fi folosite doar la aplicaii minore. Prima corporaie care a trecut la fabricarea LED-urilor pe scar larg a fost Monsato Corporation, realiznd n 1968 LED-uri pentru indicare. Acestea au fost preluat de ctre compania Hewlett Packard i integrate in primele calculatoare alfanumerice. Primele LED-uri comercializate pe scar larg au fost folosite pentru inlocuirea indicatoarelor incandescente, nti la echipamentele scumpe ca cele de laborator si de teste, apoi, mai trziu, la televizoare, radiouri, telefoane, calculatoare, chiar i ceasuri. Aceste LED-uri roii nu puteau fi folosite dect pentru indicare deoarece emisia de lumin nu era suficient pentru iluminarea unei suprafee. n decursul anilor s-au descoperit i alte culori ale LED-urilor, cu capaciti mai mari de iluminare. Primul LED cu capacitate mare de iluminare a fost realizat de cercettorul Shuji Nakamura n anul 1993 dintr-un aliaj de InGaN. Acesta a fost premiat n anul 2006 cu Milennium Technology Prize pentru invenia sa.

BEC

Becul este alimentat cu, curent in functie de timpul zilei, adica in functie de ce ne da la iesire lm324.

Becul cu filament incadescent a fost teoretizat inca de la inceputul secolului XIX, dar abia in 1879 Thomas Edison a reusit sa il si puna in practica. Initial, globul de sticla era vidat, dar ulterior s-a descoperit ca umplerea sa cu un gaz inert ii sporeste mult performantele si viata becului. Asa ca s-a trecut pe rand la argon sau argon si nitrogen.E drept insa ca si in prezent se mai folosesc becuri incadescente vidate, deoarece cele umplute cu gaz degaja mai multa caldura si nu pot fi utilizate peste tot. In plus, gazele inerte sunt scumpe si utlizarea lor pentru becurile de larg consum nu este viabila dpdv finaciar.

Becurile incadescente sunt sursele de lumina ale umanitatii inca de la inceputurile folosirii becurilor. Principiul lor de functionare este unul simplu: produc lumina prin incalzirea pana la incandescenta a unui filament metalic. Acesta este un simplu transistor prin care trece curent electric si il face sa straluceasca datorita temperaturii foarte mari la care ajunge.In prezent, becurile incandesente folosesc un filament din tungsten, capabil sa ajunga la temperaturi de 2000 de grade Celsius. Filamentul este inchis in interiorul unui glob de sticla vidat sau umplut cu o serie de gaze. Un element este interzis insa: oxigenul, deoarece in contact cu el, tungstenul s-ar face scrum intr-o clipa.Becul electric este o lamp electric cu incandescen care produce lumin prin trecerea curentului electric printr-un filament. Este alctuit dintr-un soclu i un balon de sticl vidat sau umplut cu un gaz inert, n interiorul cruia se afl filamentul.1.

1.Balon de sticl2.Gaz inert la joas presiune (sau vid)3.Filament de tungsten4.Fir de contact5.Fir de contact6.Suport de srm7.Montur de sticl8.Contactul lateral9.Soclul filetat 10.Izolaie 11.Contactul central

SCHEMA ELECTRICA

SCHEMA DE CABLAJ

DIAGRAMA DE DEFECTARE

1.ROLUL FIECAREI COMPONENTE

FOTOREZISTENTA- face parte din blocul detector , datorita tensiunilor diferite care le da in functie de luminozitate putem determina cu ajutorul lm324 treapta luminozitii.SURSELE DE 12 V-sun folosite pentru alimentarea componentelor.

REZISTENTELE VARIABIL DE LA INTRAREA LM324-deservesc la stabilirea pragurilor LM324- apartinand tot blocului detector acesta compara prin intermediul rezistentelor de la intrarea sa diferitele tensiuni si in functie de aceasta aprinde ledurile corespnzatoare.LEDURILE-folosite ca indicator al timpului zilei(dimineata,pranz, seara, noapte).REZISTENTELE 1K DE LA IESIREA LM324- limitataore de curent

TRIAC- in functie de curentul dat pe poarta limiteaza sau da drumul curentlui prin bec. BEC 12V- ilumineaza in functie triac.2.DEPANAREIn cazul in care apratul nu functioneaza se verifica:-Alimentarea sa fie corespunzatoare schemei(12v). Daca nu debiteaza valoarea corespunzatoare se regleaza sursa sau se inlocuieste.- tensiunea pe fotorezistenta limitand treptat lumina. Se inlocuieste in cazul in care este defecta.-tensiunea pe rezistentele variabil de la intrarea lm324. Se inlocuiesc in cazul in care sunt defecte.-lm324 sa functioneze in parametrii normali. Se inlocuieste in cazul in care este defect.-tensiunea pe rezistentele de la iesirile lm324. Se inlocuiesc in cazul in care sunt defecte.-triacul daca functineaza in parametrii normali. Se inlocuieste in cazul in care este defect.-becul daca functioneaza. Se inlocuieste in cazul in care este defect.

BIBLIOGRAFIE

-www.google.ro(pentru imagini )-www.wikipedia.com- www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/M/3/2/LM324.shtml