Aiomme rakentaa yksinkertaisen valonsensoripiirin tai valonilmaisimen, joka käyttää LDR: ää - resistiivistä valosensoria, ohjaamaan järjestelmän ON-OFF-asetusta siihen liittyvän valon voimakkuuden suhteen.
Vaaditut komponentit:
- LDR (valosta riippuva vastus)
- BC547-transistori
- LED
- Akku 9 V DC
- Potentiometri (5KΩ)
- Vastus (1KΩ)
- Liitäntäjohto
- Leipälauta
LDR (valosta riippuva vastus):
Valoantureita on monia, mutta hyvin yleinen, halpa ja helppokäyttöinen on LDR, joka toimii tehokkaasti myös karkeissa olosuhteissa.
LDR tunnetaan myös nimellä Photo-vastus, koska sen vastus vaihtelee fotonien tai siihen putoavan valon vaihtelun mukaan lamen-termillä. LDR valmistetaan useimmiten käyttämällä kadmiumsulfidia (CdS), joka on puolijohdemateriaali. Kuten alla olevasta kuvasta nähdään, LDR on kahden päätelaitteen laite, jolla on siksak-polkuja toisesta päästä toiseen. Sen yläpuolella on eristyskerros, jossa on CdS.
Pimeässä LDR: n vastus on erittäin suuri MΩ-alueella, joka pienenee valolle altistuessa. LDR-symboli ja sen kuvallinen suhde valoon ja vastukseen on esitetty alla.
Valoilmaisimen anturipiirikaavio:
Valoilmaisimen piiri on hyvin yksinkertainen ja helppo rakentaa, sillä siinä on vain vähän komponentteja. Kuten voit nähdä LDR-piirikaaviosta, se voidaan erottaa kahdeksi pienemmäksi piiriksi; a) Jännitteenjakaja, joka on valmistettu käyttämällä LDR: ää (LDR1) ja potentiometriä (RV1) b) Lähtö (LED D1) kytkentäpiirissämme, joka on valmistettu käyttämällä transistoria BC547 Q1.
Jännitteenjakajapiiri jakaa koko VCC = 9 V DC kahteen jännitetasoon käyttämällä kahta vastusjoukkoa, mikä antaa mahdollisuuden antaa osa kokonaispanoksesta lähdölle. Meidän tapauksessamme jännite RV1: n yli annetaan transistorille Q1.
Ymmärretään osa a) Jännitteenjakaja ja sen yksinkertainen laskenta:
Yleisen kaavan laskemiseksi jännitteen jakajan lähtö V O vastuksen R1 ja R2 ja tulo V IN: -
Vo (V R2) laskemiseksi on otettava huomioon R2 jaettuna kahden vastuksen R1 ja R2 summalla kerrottuna tulojännitteellä V IN;
Vo = × V IN
Samoin meidän piirissämme on laskettava jännitteenjakajan o / p-jännite eli V RV1,
V RV1 = × V IN
Edellä olevaa kaavaa voidaan käyttää kiinteään arvoon tarkasti.
Kuitenkin tapauksessamme, kun LDR havaitsee valon ja LED palaa, tulos on seuraava:
V IN = 9 V, RV1 = 1 kΩ (potin asento), V RV1 = 0,7 V; R LDR1 = 11857 Ω (≈11k Ω -12k Ω)
Täällä olimme käyttäneet muuttuvaa vastusta RV2 valitsemaan LDR: n herkkyyden sammumaan pimeässä, eli voimme valita, kuinka nopeasti tai millaisella valon voimakkuudella LED pitäisi sammuttaa. Tämä on erittäin tehokas tapa ja suuri osa valon tarpeestamme ja tarkoituksestamme voidaan saavuttaa käyttämällä vaihtelevaa kattilaa. Potti antaa meille joustavuutta päättää kynnysjännite eri sovellusten mukaan.
Osa b) on yksinkertainen transistorin kytkentä päälle / pois-piiri. Kuten tiedämme, BC547-transistori on kytketty päälle, kun sen emitterijännite on ≥0,7 V ja sammuu, jos <0,7 V.
Yllä oleva kuva näyttää tämän LDR-piirin simulaation, kun pimeässä LED pysyy sammuneena ja kun on valoa, LED syttyy.