Obvod detektoru světla pomocí mostu z pšeničného kamene

"Oči vnímají to, co vidí mysl." Stejně jako tento LDR (světlo závislý rezistor) smysl, pokud je v jeho snímacím rozsahu nějaký světelný zdroj. Je pravda, že můžete ručně vypnout a zapnout jakékoli světlo, ale někdy lidé projevují nedbalost, která může způsobit plýtvání elektřinou. Abychom tento problém překonali, ukážeme vám, že jak vytvořit obvod detektoru světla (který pomáhá snímat světlo) a můžete přidat relé pro provoz domácích spotřebičů AC závisí na vnímání světla. I když jsme již dříve vytvořili nějaký obvod detektoru světla, ale tentokrát používáme koncept Wheatstone Bridge k ovládání LDR.

Zkontrolujte naše další obvody, které používají LDR pro detekci světla:

• Detektor temnot využívající LDR a časovač IC 555
• Nouzové světlo Raspberry Pi s detektorem tmy a vypnutím elektrického vedení
• Obvod tmavých a světlých indikátorů
• Automatické schodišťové světlo
• Automatické pouliční osvětlení
• Laserový bezpečnostní alarmový obvod

Požadované komponenty

• LDR
• Tranzistor (BC547)
• Integrovaný obvod zesilovače LM741op
• Potenciometr (10k)
• Odpor (10k, 330ohm)
• LED (červená)
• Baterie (9v)

LDR (Light Dependent Resistor)

LDR je typ rezistoru, jehož odpor se mění v závislosti na síle dopadajícího světla. Je tvořen polovodičovým názvem C admium sulfid. Když je tma, odpor LDR je v mega nebo kilo ohmech a jak světlo padá, mění to odpor z mega ohmů na několik stovek ohmů. Jednoduše to znamená, že přítomnost světla snižuje odpor LDR, a tak se používá k předpovídání dne a noci.

Práce LDR

LDR pracuje na principu fotovodivosti, když světlo dopadá na povrch LDR, pak se odpor LDR začíná snižovat z jeho vysoké hodnoty, ve tmě je odpor LDR v rozsahu Mega ohmů a jako dopadající světlo na něm odpor klesá na rozsah několika ohmů. Elektrony ve valenčním pásmu přeskakují do vodivého pásma, protože mají vysokou energii fotonů v dopadajícím světle a poté polovodičový materiál.

Funkce

• Odpor článku je 400 ohmů až 9 kiloohmů, pokud je k dispozici lux 1000 až 10.
• Ve tmě je odpor minimálně jeden mega ohm.
• S časem náběhu 2,8 až 18 ms a časem pádu 48 až 120 ms.
• Mající široký rozsah spektrální odezvy
• Ekonomické z hlediska nákladů
• Vysoký rozsah okolní teploty

Aplikace

• Automatické pouliční osvětlení
• Snímač polohy
• Měřiče intenzity světla
• Poplašné obvody proti vloupání
• Používá se spolu s LED jako detektorem překážek
• Automatická světla do ložnice

Operační zesilovač IC LM741

Operační zesilovač je stejnosměrný spojený s vysokým ziskem elektronický zesilovač napětí. Je to malý čip s 8 piny. Jako komparátor se používá operační zesilovač IC, který porovnává dva signály, invertující a neinvertující signál. V operačním zesilovači IC 741 je PIN2 invertující vstupní terminál a PIN3 je neinvertující vstupní terminál. Výstupní pin tohoto IC je PIN6. Hlavní funkcí tohoto IC je provádět matematické operace v různých obvodech.

Operační zesilovač má v zásadě komparátor napětí, který má dva vstupy, jeden je invertující vstup a druhý neinvertující vstup. Pokud je napětí na neinvertujícím vstupu (+) vyšší než napětí na invertujícím vstupu (-), pak je výstup komparátoru VYSOKÝ. A pokud je napětí invertujícího vstupu (-) vyšší než neinvertující konec (+), pak je výstup LOW .

V našem obvodu detektoru světla je operační zesilovač IC porovnávající napětí bodu C a D prostřednictvím PIN3 a PIN2, protože víme, že pokud je napětí na PIN3 vyšší než PIN2, výstup na PIN6 bude VYSOKÝ a naopak. Jakmile bude výstup VYSOKÝ, začne LED svítit. Pro získání HIGH výstupu musíme mít dopadající světlo na LDR, abychom snížili jeho odpor, což zvyšuje napětí v bodě C.

Tranzistor (BC547)

Je to NPN tranzistor, kapacita zesílení je také dobrá, protože má hodnotu zisku 110 až 800. Umožňuje 100 mA maximálního proudu protékat kolektorovým kolíkem a limit vstupního proudu je 5 mA k základnímu kolíku pro předpětí. Vzhledem k tomu, že základový kolík udržoval zem, tranzistor se pohybuje do reverzně předpjatého stavu a nevede přes něj proud (což je bod cut-off), protože napájení poskytuje základnímu kolíku, který začíná vést emitorem ke kolektoru (což je bod nasycení).). Normální rozsah napětí procházející kolektorem a emitorem je 200 a 900 mV.

V našem obvodu funguje tranzistor jako spínač LED. Vzhledem k tomu, že výstup operačního zesilovače je vysoký (znamená to, že světlo směřuje na LDR), který je poté přiváděn k základně tranzistoru, začne proudit kolektorem a emitorem. Když je výstup operačního zesilovače nízký (znamená jeho tmavý), tranzistor zůstává ve vypnutém stavu, žádný proud neprotéká kolektorem k emitoru, dokud výstup nedosáhne vysokých hodnot.

Číslo PIN	Název PIN	Popis
1	Kolektor	Proud proudí dovnitř kolektorem
2	Základna	Řídí předpětí tranzistoru
3	Vysílač	Proud odchází přes emitor

Schéma zapojení detektoru světla:

Práce z

Jak víme ve Wheatstoneově můstku, je-li rozdíl úbytku napětí mezi body C a D nulový, poměr odporu R1 a R2 se rovná poměru odporu R3 a R4, kde R4 je neznámý odpor, R1 a R2 jsou známy odporů a R3 je potenciometr.

Zde v našem schématu zapojení detektoru světla se Wheatstone Bridge skládá z jedné LDR a potenciometru v prvním rameni a dvou známých odporů 10 kOhm v druhém rameni. Vzhledem k tomu, že světlo dopadá na LDR, jeho odpor klesá a napětí v bodě C se zvyšuje ve srovnání s bodem D.

Op-amp IC LM741 slouží k porovnání napětí jak v bodě C a D, v případě, že napětí z bodu C je větší než bod D, pak operace-zesilovač dát vysoký výkon, a pokud bod D má větší napětí než jeden pak op -amp dát nízký výkon. Jelikož je výstup op-zesilovače vysoký, zapne tranzistor a LED začne svítit (což znamená přítomnost světla) a pokud je nízký, výstup op-zesilovače je nízký a tranzistor zůstane ve vypnutém stavu (což znamená jeho tmavý).