- Požadované komponenty
- LDR (rezistor závislý od svetla)
- Operačný zosilňovač IC LM741
- Tranzistor (BC547)
- Schéma zapojenia detektora svetla:
- Pracovné z
"Oči vnímajú to, čo vidí myseľ." Rovnako ako tento zmysel LDR (rezistor závislý od svetla), ak sa v jeho snímacom rozsahu nachádza nejaký zdroj svetla. Je pravda, že akékoľvek svetlo môžete manuálne vypnúť a zapnúť, niekedy však ľudská bytosť vykazuje nedbanlivosť, ktorá môže spôsobiť plytvanie elektrinou. Aby sme tento problém prekonali, ukážeme vám, že ako vytvoriť obvod detektora svetla (ktorý pomáha pri snímaní svetla) a ako pridať relé na prevádzku domácich spotrebičov AC závisí od pocitu svetla. Aj keď sme už predtým vytvorili nejaký obvod detektora svetla, ale tentoraz na prevádzku LDR používame koncept Wheatstone Bridge.
Skontrolujte naše ďalšie obvody, ktoré používajú LDR na detekciu svetla:
- Detektor tmy využívajúci LDR a 555 Timer IC
- Núdzové svetlo Raspberry Pi s tmou a detektorom vypnutia elektrického vedenia
- Obvod tmavého a svetlého indikátora
- Automatické schodiskové svetlo
- Automatické pouličné osvetlenie
- Laserový bezpečnostný obvod
Požadované komponenty
- LDR
- Tranzistor (BC547)
- Integrovaný obvod LM741op-amp
- Potenciometer (10k)
- Odpor (10k, 330ohm)
- LED (červená)
- Batéria (9v)
LDR (rezistor závislý od svetla)
LDR je typ rezistora, ktorého odpor sa mení v závislosti od sily svetla, ktorá doňho spadne. Skladá sa z polovodiča s názvom C admium sulfid. Keď je tma, odpor LDR je v mega alebo kilo ohmoch a keď klesá svetlo, mení to odpor z mega ohmov na niekoľko stoviek ohmov. Znamená to jednoducho, že prítomnosť svetla znižuje odpor LDR, a tak sa používa na predpovedanie dňa a noci.
Fungovanie LDR
LDR pracuje na princípe fotovodivosti, keď svetlo dopadá na povrch LDR, potom sa odpor LDR začína znižovať z jeho vysokej hodnoty, v tme je odpor LDR v rozmedzí Mega ohmov a ako dopadajúce svetlo na ňom odpor klesá na rozsah niekoľkých ohmov. Elektróny vo valenčnom pásme preskakujú do pásma vodivosti v dôsledku vysokej energie fotónov v dopadajúcom svetle a potom v polovodičovom materiáli.
Vlastnosti
- Odpor článku je 400 ohmov až 9 kiloohmov, keď je k dispozícii lux 1000 až 10.
- V tme je odpor minimálne jeden mega ohm.
- S dobou nábehu 2,8 až 18 ms a časom pádu 48 až 120 ms.
- Má široký rozsah spektrálnej odozvy
- Ekonomické z hľadiska nákladov
- Vysoký rozsah teplôt okolia
Aplikácie
- Automatické pouličné osvetlenie
- Snímač polohy
- Merače intenzity svetla
- Poplašné obvody proti vlámaniu
- Používa sa spolu s LED ako detektorom prekážok
- Automatické svetlá do spálne
Operačný zosilňovač IC LM741
Operačný zosilňovač je jednosmerný spojený s vysokým ziskom elektronický zosilňovač napätia. Je to malý čip s 8 pinmi. Ako komparátor sa používa operačný zosilňovač IC, ktorý porovnáva dva signály, invertujúci a neinvertujúci signál. V zosilňovači IC 741 je PIN2 invertujúci vstupný terminál a PIN3 je neinvertujúci vstupný terminál. Výstupný pin tohto integrovaného obvodu je PIN6. Hlavnou funkciou tohto integrovaného obvodu je vykonávať matematické operácie v rôznych obvodoch.
Operačný zosilňovač má v zásade komparátor napätia, ktorý má dva vstupy, jeden je invertujúci a druhý neinvertujúci. Keď je napätie na neinvertujúcom vstupe (+) vyššie ako napätie na invertujúcom vstupe (-), potom je výstup komparátora VYSOKÝ. A ak je napätie invertujúceho vstupu (-) vyššie ako neinvertujúci koniec (+), potom je výstup LOW .
V našom obvode detektora svetla je op-amp IC porovnávajúci napätie bodu C a D prostredníctvom PIN3 a PIN2, pretože vieme, že ak je napätie na PIN3 väčšie ako PIN2, výstup na PIN6 bude VYSOKÝ a naopak. Keď bude výstup VYSOKÝ, začne LED svietiť. Pre získanie HIGH výstupu musíme mať dopadajúce svetlo na LDR, aby sme znížili jeho odpor, čo zvyšuje napätie v bode C.
Tranzistor (BC547)
Je to NPN tranzistor, kapacita zosilnenia je tiež dobrá, pretože má hodnotu zosilnenia 110 až 800. Umožňuje maximálny prietok prúdu 100 mA cez kolík kolektora a limit vstupného prúdu je 5 mA k základnému kolíku na predpätie. Pretože základný kolík udržiaval zem, tranzistor sa posúva do reverzného predpätého stavu a nevedie cez neho prúd (čo je hraničný bod), pretože napájanie zaisťuje, že základný kolík začne viesť cez vysielač do kolektora (čo je bod nasýtenia).). Normálny rozsah napätia cez kolektor-vysielač a základný vysielač je 200, respektíve 900 mV.
V našom obvode tranzistor funguje ako spínač LED. Keď je výstup op-zosilňovača vysoký (znamená to, že svetlo smeruje na LDR), ktorý je potom napájaný na základňu tranzistora, začne prúdiť prúd cez kolektor až po emitor. Keď je výstup operačného zosilňovača nízky (znamená to, že je tmavý), tranzistor zostáva v stave vypnutia, cez kolektor k emitoru neprúdi žiadny prúd, kým výstup neklesne na maximum.
|
PIN kód |
Názov špendlíka |
Popis |
|
1 |
Zberateľ |
Prúd prúdi cez kolektor |
|
2 |
Základňa |
Riadi predpätie tranzistora |
|
3 |
Vysielač |
Prúd odteká cez vysielač |
Schéma zapojenia detektora svetla:
Pracovné z
Ako vieme vo Wheatstoneovom moste, ak je rozdiel poklesu napätia medzi bodmi C a D nulový, pomer odporu R1 a R2 sa rovná pomeru odporu R3 a R4, kde R4 je neznámy odpor, sú známe R1 a R2 rezistorov a R3 je potenciometer.
Tu v našej schéme zapojenia detektora svetla sa Wheatstone Bridge skladá z jedného LDR a potenciometra v prvom ramene a dvoch známych odporov 10 kOhm v druhom ramene. Pretože svetlo dopadá na LDR, jeho odpor klesá a napätie v bode C sa zvyšuje v porovnaní s bodom D.
Op-amp IC LM741 slúži na porovnanie napätia ako v bode C a D, v prípade, že napätie z bodu C je väčší ako bod D, potom operácia-zosilňovač dať vysoký výkon, a ak bod D má väčšie napätie ako jeden potom op -amp dať nízky výkon. Pretože výstup operačného zosilňovača je vysoký, zapne tranzistor a LED začne svietiť (čo znamená prítomnosť svetla), a ak je nízky, potom je výstup operačného zosilňovača nízky a tranzistor zostáva vypnutý (čo znamená, že je tmavý).