Fényérzékelő áramkör a búzakő híd segítségével

- A szem érzékeli, mit lát az elme. Mint ez az LDR (fényfüggő ellenállás) érzék, ha az érzékelési tartományában van valami fényforrás. Igaz, hogy bármilyen fényt manuálisan ki- és bekapcsolhat, de néha az emberek gondatlanságot mutatnak, ami árampazarláshoz vezethet. Ennek a problémának a kiküszöbölése érdekében megmutatjuk, hogy hogyan lehet fényérzékelő áramkört készíteni (ami segít a fény érzékelésében), és hozzáadhat egy relét az AC háztartási készülékek működtetéséhez a fényérzetétől függ. Bár korábban létrehoztunk néhány fényérzékelő áramkört, de ezúttal a Wheatstone Bridge koncepciót használjuk az LDR működtetésére.

Ellenőrizze a többi áramkörünket, amelyek LDR-t használnak a fény érzékeléséhez:

• Sötét detektor LDR és 555 Timer IC segítségével
• Raspberry Pi vészhelyzeti fény sötétséggel és váltakozó áramú hálózati érzékelővel
• Sötét és világos jelző áramkör
• Automatikus lépcsőfény
• Automatikus utcai fény
• Lézeres biztonsági riasztási áramkör

Szükséges alkatrészek

• LDR
• Tranzisztor (BC547)
• LM741op-amp IC
• Potenciométer (10k)
• Ellenállás (10k, 330ohm)
• Led (piros)
• Akkumulátor (9v)

LDR (fényfüggő ellenállás)

Az LDR az ellenállás típusa, amelynek ellenállása a rá eső fény erősségétől függően változik. Ez egy félvezető C admium-szulfid névből áll. Sötét állapotban az LDR ellenállása mega vagy kilo ohmban van, és ahogy a fény esik, mega ohmról néhány száz ohmra változtatja az ellenállását. Ez egyszerűen azt jelenti, hogy a fény jelenléte csökkenti az LDR ellenállását, és így használják nappal és éjjel is.

Az LDR működése

Az LDR a foto vezetőképesség elvén működik, amikor a fény az LDR felületére esik, akkor az LDR ellenállása annak magas értékéből csökkenni kezd, sötétben az LDR ellenállása mega ohm tartományban van, és mivel a fény beesik rajta az ellenállás néhány ohmos tartományra csökken. A vegyérték sávban lévő elektronok vezetőképességi sávba ugranak, mivel a beeső fényben nagy a fotonenergia, majd a félvezető anyag.

Jellemzők

• A sejtellenállás 400 ohm - 9 kilo ohm között van, ha 1000 - 10 luxot biztosítunk.
• Sötétben az ellenállás minimum egy mega ohm.
• 2,8-18 ms emelkedési idő és 48-120 ms esési idő.
• A spektrális válasz széles tartománya van
• Gazdaságos a költsége
• Magas környezeti hőmérsékleti tartomány

Alkalmazások

• Automatikus utcai fény
• Pozíció érzékelő
• Fényerősség mérők
• Betörésjelző áramkörök
• A LED-del együtt használják akadály detektorként
• Automatikus hálószoba világítás

LM741 op amp IC

A működési erősítő egy DC-vel kapcsolt nagy nyereségű elektronikus feszültségű erősítő. Ez egy kis chip, 8 csapos. Műveleti erősítő IC-t használunk összehasonlítóként, amely összehasonlítja a két jelet, az invertáló és a nem invertáló jelet. Op-amp IC 741-ben a PIN2 egy invertáló bemeneti terminál, a PIN3 pedig egy nem invertáló bemeneti terminál. Ennek az IC-nek a kimeneti tűje PIN6. Ennek az IC-nek az a fő feladata, hogy matematikai műveletet végezzen különféle áramkörökben.

Az Op-amp-ban alapvetően a Voltage Comparator van, amely két bemenettel rendelkezik, az egyik invertáló bemenet, a másik pedig nem invertáló bemenet. Ha a nem inverz bemeneten (+) a feszültség nagyobb, mint az invertáló bemeneten (-), akkor az összehasonlító kimenete HIGH. És ha az invertáló bemenet (-) feszültsége magasabb, mint a nem invertáló vég (+), akkor a kimenet LOW .

A mi fényérzékelő áramkör, az op-amp IC összehasonlítjuk a feszültséget a pont C és D a PIN3 és PIN2 rendre, mint tudjuk, ha a feszültség PIN3 több mint PIN2 a kibocsátás PIN6 magas lesz, és fordítva. Amint a HIGHs kimenet elkezd világítani. A HIGH kimenet megszerzéséhez fényt kell vetnünk az LDR-re, hogy csökkentse az ellenállását, ami növeli a feszültséget a C pontban.

Tranzisztor (BC547)

Ez egy NPN tranzisztor, az erősítési kapacitás szintén jó, mivel 110–800 erősítési értékű. 100mA maximális áramot enged a kollektorcsapon keresztül, és a bemeneti áramkorlát 5mA az alapcsapig az előfeszítéshez. Amint az alapcsap földet tartott, a tranzisztor fordított előfeszített állapotba mozog, és nem vezet át rajta áramot (ez a cut-off pont), mivel az ellátás biztosítja, hogy az alapcsap az emitteren keresztül kezdjen el vezetni a kollektorig (ez a telítési pont)). A kollektor-emitter és az alap-emitter normál feszültségtartománya 200, illetve 900 mV.

Áramkörünkben a tranzisztor a LED kapcsolójaként működik. Mivel az op-amp kimenete magas (azt jelenti, hogy a fény az LDR-re mutat), amelyet ezután a tranzisztor bázisához táplálnak, majd a kollektoron keresztül áramlik, hogy az emitter áramolni kezdjen. Ha az op-amp kimenete alacsony (azt jelenti, hogy sötét), a tranzisztor kikapcsolt állapotban marad, és a kollektoron keresztül nem áram áramlik emitterre, amíg a kimenet nem éri el a csúcsot.

Pinkód	PIN neve	Leírás
1	Gyűjtő	Az áram beáramlik a kollektoron
2	Bázis	A tranzisztor torzítását szabályozza
3	Kibocsátó	Az áram a kibocsátón keresztül távozik

A fényérzékelő áramköre:

A

Mint a Wheatstone-hídnál tudjuk, ha a feszültségesés különbsége nulla a C és D pont között, akkor az R1 és R2 ellenállás aránya megegyezik az R3 és R4 ellenállás arányával, ahol R4 az ismeretlen ellenállás, R1 és R2 ismert ellenállások és R3 a potenciométer.

Itt a fényérzékelő kapcsolási rajzunkban a Wheatstone Bridge egy LDR-ből és egy potenciométerből áll az első karban és két ismert 10k ohmos ellenállásból áll a második karban. Amint az LDR-re beeső fény ellenállása alacsony lesz, és a C ponton keresztüli feszültség nő a D ponthoz képest.

Egy Op-amp IC LM741- et használnak mind a C, mind a D pont feszültségének összehasonlítására, ha a C pont feszültsége meghaladja a D pontot, akkor az op-erősítő nagy kimenetet ad, és ha a D pont több feszültséggel rendelkezik, akkor egy, akkor op -amp alacsony teljesítményt ad. Mivel az op-amp kimenet magas, bekapcsolja a tranzisztort, és a Led izzónak indul (ami fény jelenlétét jelenti), és ha alacsony, akkor az op-amp kimenet alacsony, és a tranzisztor kikapcsolt állapotban marad (ami azt jelenti, hogy sötét).