Схема на детектор на светлина, използваща мост от пшеничен камък

„Очите усещат това, което умът вижда.“ Харесайте този LDR (светлозависим резистор) усещане, ако има някакъв източник на светлина в неговия диапазон на чувствителност. Вярно е, че можете ръчно да изключвате и включвате всяка светлина, но понякога хората проявяват невнимание, което може да доведе до загуба на електричество. За да преодолеем този проблем, ще ви покажем, че как да направите схема за детектор на светлина (която помага за усещането на светлината) и можете да добавите реле за управление на AC домакинските уреди зависи от усещането за светлина. Въпреки че по-рано сме създали някаква верига за детектор на светлина, но този път използваме концепцията на Wheatstone Bridge, за да управляваме LDR.

Проверете другите ни вериги, които използват LDR за откриване на светлина:

• Тъмен детектор с помощта на LDR и 555 Timer IC
• Raspberry Pi аварийна светлина с тъмнина и детектор за изключване на променлив ток
• Тъмна и светла верига на индикатора
• Автоматично стълбищно осветление
• Автоматично улично осветление
• Лазерна алармена верига

Необходими компоненти

• LDR
• Транзистор (BC547)
• LM741op-amp IC
• Потенциометър (10k)
• Съпротивление (10k, 330ohm)
• LED (червено)
• Батерия (9v)

LDR (светлозависим резистор)

LDR е тип резистор, чието съпротивление варира в зависимост от силата на падащата светлина върху него. Състои се от полупроводниково име C адмиев сулфид. Когато е тъмно, съпротивлението на LDR е в мега или кило ома и когато светлината падне, то го променя съпротивлението от мега ома на няколко стотици ома. Това просто означава, че наличието на светлина намалява съпротивлението на LDR и по този начин се използва за прогнозиране на деня и нощта.

Работа на LDR

LDR работи на принципа на фотопроводимостта, когато светлината попадне на повърхността на LDR, тогава съпротивлението на LDR започва да намалява от високата му стойност, в тъмното съпротивлението на LDR е в диапазона от Мега ома и като падаща светлина върху него съпротивлението намалява до диапазон от няколко ома. Електроните във валентната лента скачат до проводимост, поради наличието на висока енергия на фотоните в падащата светлина, а след това на полупроводниковия материал.

Характеристика

• Съпротивлението на клетката е 400ohms до 9 кило ома, когато е осигурен lux от 1000 до 10.
• На тъмно съпротивлението е минимум един мега ом.
• С 2,8 до 18ms време на нарастване и 48 до 120ms време на падане.
• Притежаващ широк спектър на спектрална реакция
• Икономични от гледна точка на разходите
• Диапазон на високата околна температура

Приложения

• Автоматично улично осветление
• Сензор за положение
• Измерватели на интензитета на светлината
• Алармени вериги за взлом
• Използва се заедно с LED като детектор на препятствия
• Автоматични светлини за спалня

Операционен усилвател IC LM741

Един операционен усилвател е DC-съчетано с висока печалба електронен напрежение усилвател. Това е малък чип с 8 пина. IC за операционен усилвател се използва като компаратор, който сравнява двата сигнала, инвертиращия и неинвертиращия сигнал. В Op-amp IC 741 PIN2 е инвертиращ входен терминал, а PIN3 е неинвертиращ входен терминал. Изходният щифт на този IC е PIN6. Основната функция на тази интегрална схема е да извършва математически операции в различни вериги.

Op-amp има вътрешно устройство за сравнение на напрежението, което има два входа, единият е инвертиращ вход, а вторият е неинвертиращ вход. Когато напрежението на неинвертиращия вход (+) е по-високо от напрежението на инвертиращия вход (-), тогава изходът на компаратора е ВИСОК. И ако напрежението на инвертиращия вход (-) е по-високо от неинвертиращия край (+), тогава изходът е LOW .

В нашата схема за детектор на светлина, IC на усилвателя, сравняваща напрежението на точката C и D съответно чрез PIN3 и PIN2, тъй като знаем дали напрежението в PIN3 е повече от PIN2, изходът при PIN6 ще бъде HIGH и обратно. Тъй като изходът HIGHs, светодиодът ще започне да свети. За да получим HIGH изхода, трябва да проникнем в LDR, за да намалим неговото съпротивление, което увеличава напрежението в точка C.

Транзистор (BC547)

Това е NPN транзистор, а усилвателният капацитет също е добър, тъй като има стойност на усилване от 110 до 800. Той позволява 100mA максимален токов поток през щифта на колектора и границата на входния ток е 5mA към основния щифт за отклонение. Тъй като основният щифт остава заземен, транзисторът се премества в обърнато положение и не провежда ток през него (което е граничната точка), тъй като захранването осигурява на базовия щифт, който започва да провежда през емитера към колектора (който е точката на насищане). Нормалният обхват на напрежението през колектор-емитер и основен емитер е съответно 200 и 900mV.

В нашата схема транзисторът работи като превключвател за светодиода. Тъй като изходът на оп-усилвателя е висок (означава, че светлината сочи към LDR), който след това се подава към основата на транзистора, след което токът през колектора, за да започне да тече емитер. Когато изходът на операционния усилвател е нисък (означава, че е тъмен), транзисторът остава в изключено състояние, докато през колектора към емитер не преминава ток, докато изходът достигне високи стойности.

ПИН номер	Име на ПИН	Описание
1	Колекционер	Токът преминава през колектора
2	Основа	Контролира отклонението на транзистора
3	Излъчвател	Токът се оттича през емитер

Електрическа схема на светлинния детектор:

Работа на

Както знаем в моста на Уитстоун, ако разликата в спада на напрежението е нула между точки C и D, съотношението на съпротивлението R1 и R2 е равно на съотношението на съпротивлението R3 и R4, където R4 е неизвестното съпротивление, R1 и R2 са известни резистори и R3 е потенциометърът.

Тук в нашата схема на схемата за детектор на светлина, Wheatstone Bridge се състои от един LDR и потенциометър в първото рамо и две известни съпротивления от 10k ома във второто рамо. С падането на светлината върху LDR съпротивлението намалява и напрежението през точка C се увеличава в сравнение с точка D.

Един Op-усилвател IC LM741 се използва за сравняване на напрежението на двете точка С и D, ако напрежението на точка В е повече от точка D тогава оп-усилвател дават висока мощност и ако точка D има повече напрежение след това един след оп -amp дава ниска мощност. Тъй като изходът на операционния усилвател е висок, той включва транзистора и светодиодът започва да свети (което означава наличието на светлина) и ако е нисък, тогава изходът на оп-усилвателя е нисък и транзисторът остава в изключено състояние (което означава, че е тъмно).