Valonilmaisinpiiri vehnäkivisillalla

"Silmät tajuavat, mitä mieli näkee." Kuten tämä LDR- tunniste (valosta riippuva vastus), jos sen anturialueella on valonlähdettä. On totta, että voit kytkeä minkä tahansa valon manuaalisesti pois päältä ja päälle, mutta joskus ihmiset osoittavat huolimattomuutta, joka voi aiheuttaa sähkön tuhlausta. Tämän ongelman ratkaisemiseksi, aiomme näyttää, että miten tehdä valoisuudentunnistus Circuit (joka auttaa havaitsemaan valo) ja voit lisätä releen toimivan AC Kodinkoneet riippuvat tunne valon. Vaikka olemme aiemmin luoneet joitain valonilmaisinpiirejä, mutta tällä kertaa käytämme Wheatstone Bridge -konseptia LDR: n toimintaan.

Tarkista muut piirimme, jotka käyttävät LDR: ää valon havaitsemiseen:

Tumma ilmaisin, joka käyttää LDR- ja 555 Timer IC -laitteita
Vadelma Pi -hätävalo, pimeys ja virtajohdon sammutusilmaisin
Pimeä ja vaalea osoitinpiiri
Automaattinen portaikon valo
Automaattinen katuvalo
Laser-hälytyspiiri

Vaaditut komponentit

LDR
Transistori (BC547)
LM741op-amp IC
Potentiometri (10k)
Vastus (10k, 330ohm)
Led (punainen)
Akku (9v)

LDR (valosta riippuva vastus)

LDR on vastuksen tyyppi, jonka vastus vaihtelee sen yli putoavan valon voimakkuuden mukaan. Se koostuu puolijohdenimestä C admiumsulfidi. Kun on pimeää, LDR: n vastus on mega- tai kiloohmia ja valon laskiessa se muuttaa sen vastuksen mega-ohmista muutamaan sataan ohmiin. Se tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että valon läsnäolo vähentää LDR: n vastustuskykyä ja näin sitä käytetään ennustamaan päivä ja yö.

LDR: n toiminta

LDR toimii valokuvanjohtavuuden periaatteella, kun valo putoaa LDR: n pinnalle, LDR: n vastus alkaa laskea sen suuresta arvosta, pimeässä LDR: n vastus on megaohmien alueella ja valon sattuessa sen vastus pienenee muutaman ohmin alueelle. Valenssikaistan elektronit hyppäävät johtokaistaan johtuen siitä, että tulevassa valossa on paljon fotonien energiaa kuin puolijohdemateriaalissa.

ominaisuudet

Soluvastus on 400 ohmia - 9 kiloa ohmia, kun tarjotaan 1000 - 10 luxia.
Pimeässä vastus on vähintään yksi megaohmi.
Ottaa 2,8-18 ms nousuaika ja 48-120 ms laskuaikaa.
Spektrivaste on laaja
Kustannukset edulliset
Korkea ympäristön lämpötila-alue

Sovellukset

Automaattinen katuvalo
Asentoanturi
Valon voimakkuuden mittarit
Murtohälytyspiirit
Käytetään yhdessä LED: n kanssa esteenilmaisimena
Automaattiset makuuhuoneen valot

Op-vahvistimen IC LM741

Operaatiovahvistimen on DC-kytketty korkean saada sähköisen jännite vahvistimen. Se on pieni siru, jossa on 8 nastaa. Operatiivista vahvistin-IC: tä käytetään vertailijana, joka vertaa kahta signaalia, käänteistä ja ei-invertoivaa signaalia. Op-amp IC: ssä 741 PIN2 on käänteinen tuloliitin ja PIN3 on ei-invertoiva tuloliitin. Tämän IC: n lähtötappi on PIN6. Tämän mikropiirin päätehtävä on tehdä matemaattinen toiminta eri piireissä.

Op-amp: n sisällä on periaatteessa Voltage Comparator, jossa on kaksi tuloa, yksi on käänteinen tulo ja toinen ei-invertoiva tulo. Kun jännite ei-käänteisessä tulossa (+) on suurempi kuin jännite käänteisessä tulossa (-), vertailijan lähtö on KORKEA. Ja jos käänteisen tulon (-) jännite on korkeampi kuin ei-käänteinen pää (+), niin lähtö on matala .

Meidän valon ilmaisin piiri, op-amp IC verrataan jännite pisteen C ja D kautta PIN3 ja PIN2 vastaavasti, kuten tiedämme, jos jännite PIN3 on enemmän kuin PIN2 tuotoksen pin6 tulee HIGH ja päinvastoin. Kun lähtö HIGHs, led alkaa hehkua. KORKean lähdön saamiseksi meidän täytyy joutua valoon LDR: ssä sen vastuksen vähentämiseksi, mikä lisää jännitettä pisteessä C.

Transistori (BC547)

Se on NPN-transistori, vahvistuskapasiteetti on myös hyvä, koska sen vahvistusarvo on 110 - 800. Se sallii 100 mA: n maksimivirran keräimen nastan läpi ja tulovirran raja on 5 mA: n perustapille esijännitystä varten. Kun pohjatappi pidetään maadoitettuna, transistori siirtyy käänteiseen esijännitetilaan eikä johda virtaa sen läpi (mikä on katkaisupiste), koska syöttö antaa alustan tapille, jota se alkaa johtaa emitterin läpi keräimeen (joka on kyllästyspiste)). Keräin-emitterin ja emäs-emitterin kautta kulkeva normaali jännitealue on vastaavasti 200 ja 900 mV.

Piirissämme transistori toimii LED-kytkimenä. Kun op-amp: n lähtö on korkea (tarkoittaa, että valo osoittaa LDR: ää), joka syötetään sitten transistorin pohjaan, sitten virta kollektorin läpi emitteriin alkaa virrata. Kun op-amp: n lähtö on matala (tarkoittaa sen pimeää), transistori pysyy poissa käytöstä. Virtaa ei virtaa keräilijän läpi emitteriin, kunnes lähtö ylittää korkean tason.

Pin koodi	PIN-nimi	Kuvaus
1	Keräilijä	Virta kulkee kollektorin läpi
2	Pohja	Ohjaa transistorin esijännitystä
3	Emitter	Virta valuu ulos emitterin kautta

Valoilmaisimen piirikaavio:

Työskentely

Kuten Wheatstone-sillassa tiedetään, jos jännitehäviön ero on nolla pisteiden C ja D välillä, resistanssin R1 ja R2 suhde on sama kuin resistanssin R3 ja R4 suhde, jossa R4 on tuntematon vastus, R1 ja R2 tunnetaan vastukset ja R3 on potentiometri.

Tässä valonilmaisimen piirikaaviossa Wheatstone Bridge koostuu yhdestä LDR: stä ja potentiometristä ensimmäisessä haarassa ja kahdesta tunnetusta 10 k ohmin vastuksesta toisessa varressa. Kun LDR: ään kohdistuva valo, sen vastus pienenee ja pisteen C kautta kulkeva jännite kasvaa pisteeseen D verrattuna.

Op-amp IC LM741 käytetään vertaamaan jännite sekä pisteen C ja D, jos jännite piste C on enemmän kuin kohta D sitten op-amp antavat korkea teho ja jos piste D on useampi jännite sitten yksi sitten op -amp antaa pienen tehon. Koska op-amp-lähtö on korkea, se kytkee transistorin päälle ja Led-valo alkaa hehkua (mikä tarkoittaa valon läsnäoloa), ja jos matala, niin op-amp-lähtö on matala ja transistori pysyy poissa käytöstä (mikä tarkoittaa sen pimeää).