Šviesos detektoriaus grandinė naudojant kviečių akmens tiltą

"Akys nujaučia, ką protas mato". Kaip šis LDR (nuo šviesos priklausomas rezistorius) jutimas, jei jo jutimo diapazone yra koks nors šviesos šaltinis. Tiesa, bet kurią šviesą galite rankiniu būdu išjungti ir įjungti, tačiau kartais žmonės rodo nerūpestingumą, dėl kurio gali švaistyti elektros energiją. Norėdami įveikti šią problemą, mes jums parodysime, kad kaip sukurti šviesos detektoriaus grandinę (kuri padeda suvokti šviesą) ir galite pridėti relę, kad veiktų kintamosios srovės buitiniai prietaisai, priklauso nuo šviesos jutimo. Nors anksčiau mes sukūrėme tam tikrą šviesos detektoriaus grandinę, tačiau šį kartą LDR veikimui naudojame Wheatstone Bridge koncepciją.

Patikrinkite kitas mūsų grandines, kuriose šviesos aptikimui naudojama LDR:

• „Dark Detector“, naudojant LDR ir 555 „Timer IC“
• „Raspberry Pi“ avarinė lemputė su tamsos ir kintamosios srovės maitinimo linijos išjungimo detektoriumi
• Tamsios ir šviesios indikatoriaus grandinė
• Automatinė laiptų šviesa
• Automatinė gatvės šviesa
• Apsaugos nuo lazerio grandinė lazeriu

Reikalingi komponentai

• LDR
• Tranzistorius (BC547)
• LM741op-amp IC
• Potenciometras (10k)
• Atsparumas (10k, 330ohm)
• LED (raudona)
• Baterija (9v)

LDR (nuo šviesos priklausomas rezistorius)

LDR yra rezistoriaus tipas, kurio varža skiriasi priklausomai nuo šviesos kritimo stiprumo. Jis susideda iš puslaidininkio pavadinimo C admium sulfide. Kai tamsu, LDR varža yra mega arba kilogramo omų, o krentant šviesai, ji keičia atsparumą nuo mega iki kelių šimtų omų. Tai tiesiog reiškia, kad šviesos buvimas sumažina LDR atsparumą ir tai yra tai, kaip ji naudojama numatyti dieną ir naktį.

LDR darbas

LDR veikia foto laidumo principu, kai šviesa patenka į LDR paviršių, tada LDR atsparumas pradeda mažėti nuo didelės jo vertės, tamsoje LDR atsparumas yra Mega omų diapazone ir kaip šviesos kritimas ant jo atsparumas sumažėja iki kelių omų diapazono. Valentinės juostos elektronai pereina į laidumo juostą dėl to, kad krintančioje šviesoje yra didelė fotonų energija, o tada puslaidininkių medžiaga.

funkcijos

• Ląstelių varža yra nuo 400 omų iki 9 kilogramų omų, kai suteikiama liukso vertė nuo 1000 iki 10.
• Tamsoje atsparumas yra mažiausiai vienas mega omas.
• Turėdamas 2,8–18 ms pakilimo laiką ir 48–120 ms kritimo laiką.
• Turintis platų spektrinio atsako diapazoną
• Ekonomiška kaina
• Aukšta aplinkos temperatūra

Programos

• Automatinė gatvės šviesa
• Padėties jutiklis
• Šviesos stiprumo matuokliai
• Apsaugos nuo įsilaužimo signalizacijos grandinės
• Naudojamas kartu su šviesos diodais kaip kliūčių detektorius
• Automatiniai miegamojo žibintai

Op amp IC LM741

Operacinis stiprintuvas yra DC-kartu daug stipriau elektroninis įtampos stiprintuvas. Tai nedidelis lustas, turintis 8 kaiščius. Operacinis stiprintuvo IC naudojamas kaip lygintuvas, kuris lygina du signalus, invertuotąjį ir neinversinį. „Op-amp IC 741“ PIN2 yra invertuojantis įvesties terminalas, o PIN3 - ne invertuojantis įvesties terminalas. Šio IC išvesties kaištis yra PIN6. Pagrindinė šio IC funkcija yra atlikti matematinius veiksmus įvairiose grandinėse.

„Op-amp“ viduje iš esmės yra įtampos palygintuvas, kuriame yra du įėjimai, vienas yra invertuojantis įvestis, o antrasis - ne invertuojantis įėjimas. Kai įtampa neinvertuojančiame įėjime (+) yra didesnė nei įtampa esant invertuojančiosios įvesties (-), komparatoriaus išvestis yra AUKŠTA. Ir jei invertuojančios įvesties įtampa (-) yra didesnė už neinvertuojančio galo (+), tada išėjimas yra mažas .

Mūsų šviesos detektoriaus grandinėje op-amp IC lyginant taškų C ir D įtampą per atitinkamai PIN3 ir PIN2, nes žinome, ar PIN3 įtampa yra didesnė nei PIN2, išėjimas PIN6 bus aukštas ir atvirkščiai. Kai išvestis HIGHs, Led pradės švytėti. Norint gauti AUKŠTĄ išėjimą, turime patekti į LDR šviesą, kad sumažintume jo atsparumą, padidinantį įtampą taške C.

Tranzistorius (BC547)

Tai NPN tranzistorius, stiprinimo galia taip pat yra gera, nes jos stiprinimo vertė yra nuo 110 iki 800. Tai leidžia 100mA maksimalios srovės srovės per kolektoriaus kaištį, o įėjimo srovės riba yra 5mA į pagrindinį kaištį, kad būtų galima nukreipti. Kai pagrindo kaištis laikomas įžemintas, tranzistorius juda į priešingą įtampą ir neveda srovės per jį (tai yra ribinis taškas), nes tiekimas suteikia pagrindo kaiščiui, kurį jis pradeda praleisti per emitterį į kolektorių (tai yra prisotinamasis taškas)). Normalus įtampos diapazonas per kolektoriaus ir emiterio spindulius yra atitinkamai 200 ir 900 mV.

Mūsų grandinėje tranzistorius veikia kaip LED jungiklis. Kai op-amp išėjimas yra didelis (tai reiškia, kad šviesa nukreipta į LDR), kuri tada tiekiama į tranzistoriaus pagrindą, tada srovė per kolektorių pradeda tekėti. Kai op-amp išėjimas yra mažas (tai reiškia, kad jis tamsus), tranzistorius išlieka išjungtas, kol kolektoriuje į emiterį srovė neteka, kol išėjimas pakils.

PIN kodas	PIN vardas	apibūdinimas
1	Kolekcionierius	Srovė teka per kolektorių
2	Bazė	Kontroliuoja tranzistoriaus poslinkį
3	Emiteris	Srovė nuteka per emiterį

Šviesos detektoriaus grandinės schema:

Darbas

Kaip mes žinome Wheatstone tiltelyje, jei įtampos kritimo skirtumas yra lygus nuliui tarp taškų C ir D, atsparumo R1 ir R2 santykis yra lygus atsparumo R3 ir R4 santykiui, kur R4 yra nežinomas pasipriešinimas, R1 ir R2 yra žinomi rezistoriai ir R3 yra potenciometras.

Čia, mūsų šviesos detektoriaus schemoje, „Wheatstone Bridge“ susideda iš vieno LDR ir potenciometro pirmoje rankoje ir dviejų žinomų 10 k omų varžų antroje rankoje. Kai į LDR patenka šviesa, jo varža tampa maža, o įtampa per C tašką padidėja, palyginti su tašku D.

Op-amp IC LM741 yra naudojama lyginti tiek C ir D punkto įtampą, jei C punkte įtampa yra daugiau nei D punkto tada op-amp duoti didelės išėjimo ir jei taškas D yra daugiau įtampos nei vieną paskui op -amp suteikia mažą galingumą. Kadangi op-amp išėjimas yra didelis, jis įjungia tranzistorių ir Led pradeda švyti (o tai reiškia, kad yra šviesos), o jei žemas, tada op-amp išėjimas yra mažas, o tranzistorius lieka išjungtas (tai reiškia, kad jis tamsus).