Схемы обнаружения света:простой способ обнаружения света

Датчик освещенности

Вы хотите построить проект, который определяет наличие и отсутствие света? Затем было бы полезно, если бы у вас была схема обнаружения света. Интересно, что это простой проект, удобный для начинающих. Кроме того, устройство может легко определять интенсивность света в окружающей среде. Кроме того, вы можете использовать схему обнаружения света в качестве схемы управления. Но задача становится запутанной, когда нужно выбрать наиболее подходящий фотодетектор.

Хорошая новость:в этой статье рассказывается все, что вам нужно о построении схемы обнаружения света, и многое другое. Так что держитесь.

Что такое схема детектора света?

Датчик освещенности

Детектор света или схема датчика — это устройство, способное определять интенсивность света. Также устройство формирует выходной сигнал, показывающий мощность измеренного света.

Датчики света могут измерять лучистую энергию, присутствующую в каждом спектре света. Кроме того, он измеряет различные частоты света в диапазоне от:

• Инфракрасный свет
• Видимый свет
• Ультрафиолетовый свет

Инфракрасные датчики света

Источник:Pixabay

Детектор света также преобразует световую энергию (видимую или невидимую) в электрические выходные сигналы. При этом датчики света также можно называть «фотоэлектрическими устройствами».

Что еще?

Возможно использование электрического выхода цепи датчика освещенности для управления другими курсами. Но очень важно иметь электрические цепи или устройства, такие как лампочки, вентиляторы или уличные фонари.

Типы датчиков освещенности

Перед созданием схемы обнаружения света важно знать идеальный датчик света. Существует две основные категории фотоэлектрических устройств. Первый генерирует электричество при обнаружении света. Для сравнения, вторая категория может изменить некоторые электрические свойства.

Следовательно, у нас есть следующие типы датчиков света:

Фотоэмиссионные ячейки 

Эти фотоустройства генерируют свободные электроны из светочувствительного материала, такого как цезий. Фотоэмиссионная ячейка генерирует электроны только при попадании протона с достаточной энергией.

Кроме того, уровень энергии протона зависит от интенсивности его света. Следовательно, чем выше мощность, тем больше энергии протон преобразует в электрическую энергию.

Фотогальванические элементы

Датчики с фотогальваническими элементами могут генерировать электрическую энергию, равную энергии света, которую они получают.

Кроме того, два полупроводниковых материала, соединенных вместе, могут получать световую энергию и создавать примерно 0,5 В. Кроме того, Selenium — это легкодоступный фотоэлектрический элемент, который работает в большинстве солнечных элементов.

Устройства фотосоединения

Фотодиоды или фототранзисторы являются типичными примерами устройств с фотопереходом. Эти устройства используют интенсивность света для управления потоком дырок и электронов через их PN-переход.

Конструкция устройств фотоперехода лучше всего подходит для приложений обнаружения и проникновения света. Кроме того, эти устройства реагируют только на длину волны падающей длины.

Фотопроводящие клетки

Датчики света с фотопроводящими ячейками не генерируют электричество. Вместо этого они меняют свои физические свойства при получении световой энергии.

Кроме того, фоторезистор является распространенным типом фотопроводящего датчика. И он изменяет электрическое сопротивление в соответствии с изменениями интенсивности света. Другими словами, фоторезисторы могут использовать световую энергию для управления потоком электронов и током, протекающим через электроны.

Светозависимый резистор (LDR) — еще один широко используемый фотопроводящий датчик. А LDR могут изменять свое электрическое сопротивление от тысяч Ом до нескольких сотен в присутствии света.

Зависимый от света резистор

Как работает схема светового детектора

Когда на датчик LDR падает свет, он получает низкое сопротивление. Таким образом, нагрузка, подключенная к цепи, не будет получать достаточно мощности для активации устройства (т. е. удержания его в выключенном состоянии).

Таким образом, когда темно, сопротивление LDR увеличивается до уровня, позволяющего току течь по цепи. В результате транзистор срабатывает. И это помогает обеспечить достаточную мощность для запуска нагрузки.

Интересно, что вы можете изменить принцип работы детектора света. То есть можно включать нагрузку, когда есть подсветка, и выключать, когда ее нет. Кроме того, выбор способа работы детектора света зависит от типа приложения.

Проекты цепей обнаружения света

В этом разделе вы узнаете, как построить два типа светочувствительных схем. Первый — это детектор света, использующий LDR и операционный усилитель. Затем вторая схема представляет собой детектор света, использующий LDR и транзисторы.

Детектор света с использованием LDR и операционного усилителя

Операционный усилитель

Центральная особенность LDR заключается в том, как он меняет свое сопротивление в зависимости от интенсивности света. Следовательно, эта функция будет полезна в этом проекте для обнаружения света и включения светодиода.

Кроме того, когда схема соединяется с операционным усилителем в режиме компаратора, это помогает генерировать высокий или низкий выходной сигнал путем сравнения напряжений. Вот компоненты, которые вам понадобятся для этой схемы:

• LDR
• Подключение проводов
• ИС операционного усилителя LM358
• Резистор 10 кОм
• Белый светодиод
• Блок питания 9 В
• Потенциометр 10 кОм
• Резистор 220 Ом
• Макет

Схема

Схема подключения

Как построить

Сначала подключите контакт потенциометра 10 кОм к инвертирующему контакту операционного усилителя. Затем создайте соединительный узел между LDR и резистором 10 кОм. В результате вы создадите потенциальный делитель, который подает выходной сигнал на операционный усилитель.

Также создайте соединение между белым светодиодом и резистором 220 Ом. Затем подключите источник питания 9 В к цепи и проверьте, работает ли он.

Когда вы освещаете LDR, его сопротивление должно уменьшаться. И инвертирующее напряжение будет выше, чем неинвертирующее, поэтому светодиод не горит.

Если на LDR не падает падающий свет, он будет иметь более высокое сопротивление. В результате инвертирующее напряжение будет ниже, чем неинвертирующее напряжение. Таким образом, выходная мощность операционного усилителя увеличится и загорится светодиод.

Схемы обнаружения света:детектор света с использованием LDR и транзисторов

Транзистор BC547C

Если у вас нет операционного усилителя для построения предыдущей схемы, вместо него можно использовать транзистор. Здесь один транзистор будет выполнять операцию обнаружения света.

Таким образом, вы можете использовать пару Дарлингтона для более гарантированного выходного тока. Но в большинстве случаев достаточно одного транзистора. Вот компоненты, которые вам понадобятся для этой схемы:

• BC547 NPN-транзисторы
• Подключение проводов
• Белый светодиод
• Блок питания 9 В
• Резистор 10 кОм
• Резистор 470 Ом
• Макет

Схема

Схема подключения

Как построить

Сначала подключите LDR к макетной плате, а базу транзистора к одному из контактов LDR.

Затем подключите светодиод к параллельным контактам на другом конце макетной платы. Затем вы должны прикрепить резистор на 470 Ом к положительной клемме светодиода (+ve) и положительной шине макетной платы.

Подключите резистор 10 кОм к базе транзистора и отрицательной шине макетной платы (-ve). Затем соедините несколько перемычек между отрицательной шиной макетной платы и эмиттером транзистора.

Наконец, подключите источник питания 9 В (предпочтительно батарею 9 В) к макетной плате и проверьте свою схему.

Как это работает

Проект работает с тремя условиями:полный свет, средний свет и отсутствие света.

При полном освещении любое яркое освещение LDR уменьшит его сопротивление, что приведет к тусклому свечению светодиода. Таким образом, в условиях средней освещенности описание LDR среднего уровня приведет к среднему свечению.

Кроме того, в условиях отсутствия света сопротивление LDR увеличивается. Следовательно, он генерирует яркое свечение на светодиоде. Кроме того, вы можете регулировать яркость светодиода, регулируя резистор, подключенный к базе транзистора.

Схемы обнаружения света: Применение схемы датчика освещенности

Датчики света используются в различных приложениях, таких как системы охранной сигнализации, высокочувствительные энергосберегающие устройства для уличных фонарей, системы управления домашним освещением и системы освещения дорог на солнечных батареях (для автоматического отключения в дневное время).

Охранная сигнализация

Другие приложения включают автоматическое переключение приборов и систем освещения для шкафов и платяных шкафов.

Схемы обнаружения света:переключатель освещения от заката до рассвета

Выключатели освещения STS используют схемы датчиков освещенности для управления своей нагрузкой на основе падающего света на LDR. И переключатель освещения STS работает иначе, чем другие приложения и проекты, перечисленные здесь. Таким образом, вместо транзисторов или операционного усилителя в переключателе освещения STS используется микросхема таймера 555 в бистабильном режиме.

И когда вы включаете LDR, он отправляет выходной сигнал на микросхему таймера 555, которая использует TRIAC для управления нагрузкой. Затем датчик активирует передачу во время заката и запускает ее во время восхода солнца.

Округление

Схема датчика света — универсальный и простой проект в базовой электронике. Мы подробно обсудили, как работают различные LDR, и показали вам компоненты, необходимые для работы. Таким образом, вы можете попробовать свои силы в проекте прямо сейчас.

Интересно, что вы можете использовать LDR с операционным усилителем, транзисторами и микросхемой таймера 555.

Уличные фонари

У вас есть вопросы или предложения по теме? Не беспокойтесь, вы всегда можете связаться с нами, и мы будем более чем рады помочь.