Схема детектора світла за допомогою мосту з пшеничного каменю

"Очі відчувають те, що бачить розум". Як цей LDR (світлозалежний резистор) відчуває, чи є джерело світла в його діапазоні зондування. Це правда, що ви можете вручну вимикати та вмикати будь-яке світло, але іноді люди виявляють необережність, що може спричинити втрату електроенергії. Щоб подолати цю проблему, ми збираємося показати вам, як створити схему детектора світла (яка допомагає відчувати світло), і ви можете додати реле для роботи побутових приладів змінного струму, що залежить від відчуття світла. Хоча ми раніше створили деяку схему детектора світла, але цього разу ми використовуємо концепцію моста Уїтстона для роботи з LDR.

Перевірте інші наші схеми, які використовують LDR для виявлення світла:

Темний детектор за допомогою LDR і 555 IC таймера
Аварійне світло Raspberry Pi з темрявою та детектором вимкнення лінії змінного струму
Темно-світла схема індикатора
Автоматичне освітлення сходів
Автоматичне вуличне світло
Схема сигналізації лазерної безпеки

Необхідні компоненти

LDR
Транзистор (BC547)
LM741op-amp IC
Потенціометр (10k)
Опір (10k, 330ohm)
Світлодіод (червоний)
Акумулятор (9 В)

LDR (світлозалежний резистор)

LDR - це тип резистора, опір якого змінюється залежно від сили падаючого на нього світла. Він складається з напівпровідникового імені С сульфід адіуму. Коли темно, опір LDR становить мега або кіло Ом, а коли падає світло, він змінює опір з мега Ом до декількох сотень Ом. Це просто означає, що присутність світла зменшує опір LDR, і саме таким чином його використовують для прогнозування дня і ночі.

Робота ЛДР

LDR працює за принципом фотопровідності, коли світло падає на поверхню LDR, тоді опір LDR починає зменшуватися від його великого значення, в темряві опір LDR знаходиться в діапазоні Мега Ом і, як падає світло на ньому опір зменшується до діапазону в кілька Ом. Електрони у валентній зоні стрибають до зони провідності, завдяки високій енергії фотонів у падаючому світлі, аніж напівпровідниковому матеріалу.

Особливості

Опір комірок становить 400 Ом до 9 кіло Ом, якщо передбачено люкс від 1000 до 10.
У темряві опір становить мінімум один мегаом.
Маючи час підйому від 2,8 до 18 мс і час падіння від 48 до 120 мс.
Маючи широкий діапазон спектральної реакції
Економічна за вартістю
Діапазон високих температур навколишнього середовища

Програми

Автоматичне вуличне світло
Датчик положення
Вимірювачі інтенсивності світла
Схеми охоронної сигналізації
Використовується разом зі світлодіодом як детектор перешкод
Автоматичне освітлення спальні

Операційний підсилювач IC LM741

Операційний підсилювач являє собою по постійному струму електронного підсилювача напруги з високим коефіцієнтом посилення. Це невеликий чіп, що має 8 висновків. Операційний підсилювач IC використовується як компаратор, який порівнює два сигнали - інвертуючий та неінвертуючий сигнал. В Op-amp IC 741 PIN2 - це інвертуючий вхідний термінал, а PIN3 - неінвертуючий вхідний термінал. Вихідним штифтом цієї мікросхеми є PIN6. Основна функція цієї мікросхеми полягає у виконанні математичних операцій у різних схемах.

Внутрішній підсилювач в основному має компаратор напруги, який має два входи, один - інвертуючий, а другий - неінвертуючий. Коли напруга на неінвертуючому вході (+) вище напруги на інвертуючому вході (-), тоді вихід компаратора ВИСОКИЙ. І якщо напруга інвертуючого входу (-) вище, ніж неінвертуючий кінець (+), тоді вихідний сигнал НИЗКИЙ .

У нашому ланцюзі датчика світла мікросхема операційного підсилювача порівнює напругу точок C і D через PIN3 та PIN2 відповідно, оскільки ми знаємо, якщо напруга на PIN3 більше, ніж PIN2, вихід на PIN6 буде ВИСОКИМ і навпаки. У міру виходу HIGH світлодіод почне світитися. Для отримання ВИСОКОГО виходу нам доведеться падати світло на LDR, щоб зменшити його опір, що збільшує напругу в точці C.

Транзистор (BC547)

Це транзистор NPN, потужність підсилення також хороша, оскільки має коефіцієнт підсилення від 110 до 800. Він дозволяє 100 мА максимального потоку струму через штифт колектора, а межа вхідного струму становить 5 мА до базового штиря для зміщення. Оскільки базовий штифт утримується заземленим, транзистор переходить в зворотно зміщений стан і не проводить через нього струм (що є точкою відсічення), оскільки подача забезпечує базовий штифт, який він починає проводити через емітер до колектора (який є точкою насичення). Нормальний діапазон напруги через колектор-випромінювач та базовий випромінювач становить 200 та 900 мВ відповідно.

У нашій схемі транзистор працює як перемикач для світлодіода. У міру виходу оптичного підсилювача високий (означає, що світло вказує на LDR), який потім подається на базу транзистора, а потім струм через колектор починає протікати в емітер. Коли вихідний сигнал підсилювача низький (це означає, що він темний), транзистор залишається у вимкненому стані, і струм не протікає через колектор до емітера, поки вихід не підніметься.

Номер PIN-коду	Ім'я PIN-коду	Опис
1	Колектор	Струм надходить через колектор
2	База	Керує зміщенням транзистора
3	Випромінювач	Струм стікає через випромінювач

Принципова схема світлового детектора:

Робота з

Як ми знаємо в мосту Уітстона, якщо різниця падіння напруги дорівнює нулю між точками С і D, коефіцієнт опору R1 і R2 дорівнює відношенню опору R3 і R4, де R4 - невідомий опір, відомі R1 і R2 резистори, а R3 - потенціометр.

Тут, на нашій схемі електричного детектора світла, міст Уітстона складається з одного LDR і потенціометра на першому плечі та двох відомих опорів 10 кОм на другому плечі. Коли світло падає на LDR, його опір стає низьким, а напруга в точці C зростає порівняно з точкою D.

Мікросхема Op-amp LM741 використовується для порівняння напруги як точки C, так і D, якщо напруга точки C більше, ніж точка D, тоді операційний підсилювач видає високу вихідну силу, а якщо точка D має більше напруги, ніж одна, тоді оп -amp дають низький вихід. Оскільки вихідний підсилювач високий, він вмикає транзистор і світлодіод починає світитися (що означає наявність світла), а якщо низький, то вихідний підсилювач низький, а транзистор залишається у вимкненому стані (що означає, що він темний).