- Zahtevane komponente
- LDR (svetlobno odvisni upor)
- Op amp IC LM741
- Tranzistor (BC547)
- Shema vezja detektorja svetlobe:
- Delo na
"Oči zaznajo, kaj vidi um." Tako kot ta LDR (svetlobno odvisni upor) zazna, če je v območju zaznavanja kateri koli vir svetlobe. Res je, da lahko ročno IZKLOPITE in VKLOPITE katero koli svetlobo, toda včasih ljudje pokažejo neprevidnost, ki lahko povzroči izgubo električne energije. Da bi odpravili to težavo, vam bomo pokazali, kako narediti vezje detektorja svetlobe (ki pomaga pri zaznavanju svetlobe) in lahko dodate rele za upravljanje gospodinjskih aparatov AC, odvisno od občutka svetlobe. Čeprav smo že ustvarili nekaj vezja detektorja svetlobe, tokrat za upravljanje LDR uporabljamo koncept Wheatstone Bridge.
Preverite naša druga vezja, ki uporabljajo LDR za zaznavanje svetlobe:
- Temni detektor z uporabo LDR in 555 Timer IC
- Zasilna lučka Raspberry Pi z detektorjem teme in izmeničnega toka
- Krog temnih in svetlobnih indikatorjev
- Avtomatska stopniščna luč
- Samodejna ulična luč
- Laser Security Alarm Circuit
Zahtevane komponente
- LDR
- Tranzistor (BC547)
- LM741op-amp IC
- Potenciometer (10k)
- Odpornost (10k, 330ohm)
- LED (rdeča)
- Baterija (9v)
LDR (svetlobno odvisni upor)
LDR je vrsta upora, katerega upor se spreminja glede na moč svetlobe, ki pade čez njega. Sestavljen je iz polprevodniškega imena C adim sulfid. Ko je tema, je upor LDR v mega ali kilo ohmih in ko svetloba pade, spremeni upor z mega ohmov na nekaj sto ohmov. To preprosto pomeni, da prisotnost svetlobe zmanjša odpornost LDR in tako se uporablja za napovedovanje dneva in noči.
Delovanje LDR
LDR deluje po principu fotoprevodnosti, ko svetloba pade na površino LDR, potem se upor LDR začne zmanjševati od njegove velike vrednosti, v temi pa je odpornost LDR v območju Mega ohmov in kot svetlobni vpad na njem se upor zmanjša na nekaj ohmov. Elektroni v valentnem pasu skočijo v prevodni pas zaradi visoke energije fotonov v padajoči svetlobi in polprevodniškega materiala.
Lastnosti
- Celični upor znaša 400 ohmov do 9 kilo ohmov, če je na voljo luks od 1000 do 10.
- V temi je upor najmanj en mega ohm.
- Z 2,8 do 18 ms naraščajočega časa in 48 do 120 ms padajočega časa.
- Ima širok spekter spektralnega odziva
- Ekonomičen v stroških
- Območje visoke temperature okolice
Aplikacije
- Samodejna ulična luč
- Senzor položaja
- Merilniki jakosti svetlobe
- Protivlomna vezja
- Uporablja se skupaj z LED kot detektor ovir
- Samodejne luči za spalnico
Op amp IC LM741
Operacijski ojačevalnik je DC-povezan z visoko dobiček elektronski napetosti ojačevalec. To je majhen čip z 8 nožicami. Kot primerjalnik se uporablja operacijski ojačevalnik IC, ki primerja oba signala, invertirni in neinvertirni signal. V op-amp IC 741 je PIN2 invertirni vhodni terminal, PIN3 pa neinvertirni vhodni terminal. Izhodni zatič tega IC je PIN6. Glavna naloga te IC je matematično delovanje v različnih vezjih.
Op-amp ima v osnovi notri primerjalnik napetosti, ki ima dva vhoda, eden je invertirni vhod in drugi neinvertirni vhod. Kadar je napetost na neinvertirajočem vhodu (+) višja od napetosti na invertirajočem vhodu (-), je izhod primerjalnika VISOK. In če je napetost invertirajočega vhoda (-) višja od neinvertirajočega konca (+), je izhod LOW .
V našem vezju detektorja svetlobe IC op-amp primerja napetost točke C in D prek PIN3 oziroma PIN2, saj vemo, če je napetost na PIN3 večja od PIN2, bo izhod na PIN6 VISOK in obratno. Ko bo izhod HIGHs, LED zasvetil. Za doseganje VISOKEGA izhoda moramo na LDR oddajati svetlobo, da zmanjšamo njegovo upornost, ki poveča napetost v točki C.
Tranzistor (BC547)
To je NPN tranzistor, ojačevalna zmogljivost pa je dobra, saj ima vrednost ojačanja od 110 do 800. Omogoča 100 mA največjega pretoka toka skozi kolektorski zatič, meja vhodnega toka pa je 5 mA do osnovnega zatiča za pristranskost. Ker je osnovni zatič neprekinjeno ozemljen, se tranzistor premakne v obratno pristransko stanje in skozi njega ne prevaja toka (to je mejna točka), saj oskrba osnovnega zatiča začne voditi skozi oddajnik do kolektorja (to je nasična točka). Normalno območje napetosti skozi kolektor-oddajnik in osnovni oddajnik je 200 oziroma 900 mV.
V našem vezju tranzistor deluje kot stikalo za LED. Kot izhod op-amp visoko (pomeni, da svetloba kaže na LDR), ki se nato napaja na dno tranzistorja, nato tok skozi kolektor začne oddajati oddajnik. Ko je izhod op-ojačevalnika nizek (pomeni, da je temen), ostane tranzistor v izklopljenem stanju, dokler tok ne teče skozi kolektor do oddajnika, dokler izhod ne postane visok.
PIN številka |
Pripnite ime |
Opis |
1. |
Zbiralec |
Tok teče skozi kolektor |
2. |
Osnova |
Nadzira pristranskost tranzistorja |
3. |
Oddajnik |
Tok odteka skozi oddajnik |
Shema vezja detektorja svetlobe:
Delo na
Kot vemo v Wheatstoneovem mostu, če je razlika med padcem napetosti med točkama C in D enaka razmerju uporov R1 in R2, je enako razmerju uporov R3 in R4, kjer je R4 neznana upornost, sta uporov in R3 je potenciometer.
V našem diagramu vezja detektorja svetlobe je Wheatstone Bridge sestavljen iz enega LDR in potenciometra v prvi roki in dveh znanih uporov 10k ohmov v drugi roki. Z vpadom svetlobe na LDR postane njen upor nizek in napetost skozi točko C se poveča v primerjavi s točko D.
Op-amp IC LM741 se uporablja za primerjanje napetosti tako točko C in D, če je napetost točke C nad točko D nato op-amp dajala izhodno in če ima točka D večjo napetost kot eno nato op -amp daje nizko moč. Ker je izhod op-ojačevalnika visok, se vklopi tranzistor in Led začne žareti (kar pomeni prisotnost svetlobe), če je nizek, pa je izhod op-amp nizek in tranzistor ostane v izklopljenem stanju (kar pomeni, da je temen).