Πρόκειται να δημιουργήσουμε ένα απλό κύκλωμα ανίχνευσης φωτός ή ανιχνευτή φωτός χρησιμοποιώντας LDR - έναν ανθεκτικό αισθητήρα φωτός, για τον έλεγχο του ON-OFF του συστήματος που σχετίζεται με την ένταση του φωτός που πέφτει πάνω του.
Απαιτούμενα στοιχεία:
- LDR (Φωτιστική Αντίσταση)
- Τρανζίστορ BC547
- LED
- Μπαταρία 9V DC
- Ποτενσιόμετρο (5KΩ)
- Αντίσταση (1KΩ)
- Σύνδεση καλωδίου
- Ψωμί
LDR (Φωτεινή Αντίσταση):
Υπάρχουν πολλοί φωτοαισθητήρες, αλλά ένα πολύ κοινό, φθηνό και εύκολο στη χρήση είναι το LDR που λειτουργεί αποτελεσματικά ακόμη και σε δύσκολες συνθήκες.
Το LDR είναι επίσης γνωστό ως Αντίσταση φωτογραφιών, καθώς η αντίστασή του ποικίλλει ανάλογα με τη διακύμανση των φωτονίων ή το φως που πέφτει πάνω του, σε στρώματα. Τα LDR παράγονται κυρίως χρησιμοποιώντας ένα θειούχο κάδμιο (CdS) το οποίο είναι ένα υλικό ημιαγωγού. Όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα, το LDR είναι μια συσκευή δύο τερματικών με ίχνη ζιγκ-ζαγκ από το ένα άκρο στο άλλο. Έχει ένα στρώμα απομόνωσης πάνω από κάτω υπάρχει CdS.
Στο σκοτάδι, η αντίσταση του LDR είναι πολύ υψηλή στο εύρος του MΩ που μειώνεται όταν εκτίθεται στο φως. Το σύμβολο LDR και η εικονογραφική του σχέση με το φως και την αντίσταση φαίνονται παρακάτω.
Διάγραμμα κυκλώματος αισθητήρα ανιχνευτή φωτός:
Το κύκλωμα του ανιχνευτή φωτός είναι πολύ απλό και εύκολο στην κατασκευή με πολύ λίγα εξαρτήματα. Όπως μπορείτε να δείτε στο διάγραμμα κυκλώματος LDR, μπορεί να διακριθεί ως δύο μικρότερα κυκλώματα. α) Διαιρέτης τάσης που κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας LDR (LDR1) και Ποτενσιόμετρο (RV1) b) Έξοδος (LED D1) στο κύκλωμα μεταγωγής μας με τρανζίστορ BC547 Q1.
Το κύκλωμα διαχωριστή τάσης θα διαιρέσει το συνολικό VCC = 9V DC σε δύο σετ στάθμης τάσης χρησιμοποιώντας δύο σετ αντιστάσεων, καθιστώντας δυνατή την παροχή μέρους της συνολικής εισόδου στην έξοδο. Στην περίπτωσή μας, η τάση σε RV1 θα δοθεί στο τρανζίστορ Q1.
Ας καταλάβουμε το Μέρος α) Διαχωριστικό τάσης και τον απλό υπολογισμό του:
Ο γενικός τύπος για τον υπολογισμό της εξόδου διαχωριστή τάσης V O με την αντίσταση R1 και R2 και την είσοδο V IN: -
Για τον υπολογισμό του Vo (V R2) πρέπει να λάβουμε υπόψη το R2 διαιρούμενο με το άθροισμα των δύο αντιστάσεων R1 και R2 πολλαπλασιασμένο επί τη συνολική τάση εισόδου V IN.
Vo = × V IN
Ομοίως, στο κύκλωμα μας πρέπει να υπολογίσουμε την τάση o / p του διαχωριστή τάσης, δηλαδή V RV1,
V RV1 = × V IN
Ο παραπάνω τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σταθερή τιμή με ακρίβεια.
Ωστόσο, στην περίπτωσή μας, όταν το φως ανιχνεύεται από το LDR και το LED είναι ON, ακολουθεί το αποτέλεσμα:
V IN = 9V, RV1 = 1k Ω (θέση ποτ), V RV1 = 0,7 V; R LDR1 = 11857 Ω (≈11k Ω -12k Ω)
Εδώ είχαμε χρησιμοποιήσει μια μεταβλητή αντίσταση RV2 για να επιλέξουμε την ευαισθησία του LDR να απενεργοποιηθεί στο σκοτάδι, δηλαδή μπορούμε να επιλέξουμε πόσο γρήγορα ή σε ποια ένταση φωτός πρέπει να απενεργοποιηθεί το LED. Αυτός είναι ένας πολύ αποτελεσματικός τρόπος και πολλές από τις ανάγκες μας και ο σκοπός του φωτός μπορούν να επιτευχθούν με τη χρήση μεταβλητού δοχείου. Το pot μας δίνει ευελιξία να αποφασίσουμε την τάση κατωφλίου σύμφωνα με διαφορετικές εφαρμογές.
Το μέρος β) είναι ένα απλό κύκλωμα ενεργοποίησης / απενεργοποίησης τρανζίστορ. Όπως γνωρίζουμε, το τρανζίστορ BC547 ενεργοποιήθηκε όταν η βάση του στην τάση εκπομπού.70,7 V και θα απενεργοποιηθεί εάν <0,7 V.
Η παραπάνω εικόνα δείχνει την προσομοίωση αυτού του κυκλώματος LDR, όταν υπάρχει σκοτάδι, το LED παραμένει σβηστό και όταν υπάρχει φως, το LED ανάβει.