Chúng tôi sẽ xây dựng một mạch Cảm biến ánh sáng hoặc Máy dò ánh sáng đơn giản sử dụng LDR - một cảm biến ánh sáng điện trở, để điều khiển BẬT-TẮT của hệ thống liên quan đến cường độ ánh sáng chiếu vào nó.
Các thành phần bắt buộc:
- LDR (Điện trở phụ thuộc vào ánh sáng)
- Bóng bán dẫn BC547
- Đèn LED
- Pin 9V DC
- Chiết áp (5KΩ)
- Điện trở (1KΩ)
- Kết nối dây
- Breadboard
LDR (Điện trở phụ thuộc ánh sáng):
Có nhiều loại cảm biến quang nhưng một loại rất phổ biến, rẻ tiền và dễ sử dụng là LDR hoạt động hiệu quả ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt.
LDR còn được gọi là Điện trở quang vì điện trở của nó thay đổi theo sự thay đổi của các photon hoặc ánh sáng chiếu vào nó, theo thuật ngữ lamen. LDR chủ yếu được tạo ra bằng cách sử dụng cadmium sulfide (CdS) là vật liệu bán dẫn. Như được thấy trong hình ảnh bên dưới, LDR là một thiết bị hai đầu cuối với các đường zig-zag từ đầu này đến đầu khác. Nó có một lớp cách ly bên trên bên dưới có CdS.
Trong bóng tối, điện trở của LDR rất cao trong khoảng MΩ sẽ giảm khi tiếp xúc với ánh sáng. Biểu tượng LDR và mối quan hệ bằng hình ảnh của nó với ánh sáng và điện trở được hiển thị bên dưới.
Sơ đồ mạch cảm biến phát hiện ánh sáng:
Mạch của đầu báo đèn rất đơn giản và dễ chế tạo với rất ít linh kiện. Như bạn có thể thấy trong sơ đồ mạch LDR, nó có thể được phân biệt như hai mạch nhỏ hơn; a) Bộ chia điện áp được tạo ra bằng cách sử dụng LDR (LDR1) và một chiết áp (RV1) b) Đầu ra (LED D1) trong mạch chuyển đổi của chúng tôi được làm bằng bóng bán dẫn BC547 Q1.
Mạch phân áp sẽ chia tổng VCC = 9V DC thành hai bộ mức điện áp sử dụng hai bộ điện trở, giúp cho nó có thể đưa một phần tổng đầu vào cho đầu ra. Trong trường hợp của chúng tôi, điện áp trên RV1 sẽ được cấp cho bóng bán dẫn Q1.
Hãy để chúng tôi hiểu Phần a) Bộ chia điện áp và cách tính đơn giản của nó:
Công thức chung để tính đầu ra bộ chia điện áp V O với điện trở R1 và R2 và đầu vào V IN: -
Để tính Vo (V R2) ta phải coi R2 chia cho tổng của hai điện trở R1 và R2 nhân với tổng điện áp đầu vào V IN;
Vo = × V IN
Tương tự, trong mạch của chúng ta, chúng ta cần tính toán điện áp o / p của bộ phân áp tức là V RV1,
V RV1 = × V IN
Công thức trên có thể được sử dụng cho giá trị cố định một cách chính xác.
Tuy nhiên, trong trường hợp của chúng tôi, khi đèn được phát hiện bởi LDR và đèn LED BẬT, kết quả sau đây là:
V IN = 9V, RV1 = 1k Ω (vị trí nồi), V RV1 = 0,7 V; R LDR1 = 11857 Ω (≈11k Ω -12k Ω)
Ở đây chúng tôi đã sử dụng một biến trở RV2 để chọn độ nhạy của LDR để TẮT trong bóng tối, tức là chúng tôi có thể chọn tốc độ hoặc cường độ ánh sáng nên TẮT đèn LED. Đây là một cách rất hiệu quả và chúng ta có thể đạt được nhiều nhu cầu và mục đích về ánh sáng bằng cách sử dụng nồi biến thiên. Nồi cho phép chúng ta linh hoạt trong việc quyết định ngưỡng điện áp tùy theo các ứng dụng khác nhau.
Phần b) là một mạch ON / OFF chuyển mạch bóng bán dẫn đơn giản. Như chúng ta đã biết bóng bán dẫn BC547 BẬT khi điện áp gốc của nó đến cực phát ≥0,7 V và sẽ TẮT nếu <0,7 V.
Hình ảnh trên cho thấy mô phỏng của mạch LDR này, khi trời tối, đèn LED vẫn tắt và khi có ánh sáng, đèn LED sẽ bật.