- רכיבים נדרשים
- LDR (נגד תלוי אור)
- מגבר אופ IC LM741
- טרנזיסטור (BC547)
- תרשים מעגל של גלאי אור:
- עבודה של
"העיניים חשות את מה שהמוח רואה." כמו תחושת LDR זו (נגד תלוי אור) אם יש מקור אור בטווח החישה שלה. נכון שאתה יכול לכבות ולהדליק כל אור באופן ידני, אבל מתישהו בני אדם מגלים רשלנות שעלולה לגרום לבזבוז חשמל. כדי להתגבר על בעיה זו אנו הולכים להראות לך כיצד ליצור מעגל גלאי אור (המסייע בחישת האור) ותוכל להוסיף ממסר להפעלת מכשירי החשמל הביתיים AC תלוי בתחושת האור. אמנם יצרנו בעבר מעגל גלאי אור אך הפעם אנו משתמשים ברעיון גשר וויטסטון להפעלת ה- LDR.
בדוק את המעגלים האחרים שלנו המשתמשים ב- LDR לזיהוי אור:
- גלאי כהה באמצעות LDR ו- IC 555 טיימר
- פטל פי חירום עם חשיכה וגלאי כיבוי קו מתח
- מעגל חיווי כהה ואור
- תאורת מדרגות אוטומטית
- תאורת רחוב אוטומטית
- מעגל אזעקת אבטחה בלייזר
רכיבים נדרשים
- LDR
- טרנזיסטור (BC547)
- LM741op-amp IC
- פוטנציומטר (10k)
- התנגדות (10k, 330ohm)
- Led (אדום)
- סוללה (9 וולט)
LDR (נגד תלוי אור)
LDR הוא סוג הנגד שהתנגדותו משתנה עם חוזק האור שנופל מעליו. הוא מורכב ממוליך למחצה בשם אדמיום גופרתי C. כשחשוך ההתנגדות של LDR היא במגה או קילו אוהם וכשהאור נופל, זה משנה את ההתנגדות ממגה אוהם לכמה מאות אוהם. זה פשוט אומר שנוכחות האור מקטינה את ההתנגדות של LDR וכך משתמשים בו לחיזוי יום ולילה.
עבודה של LDR
ה- LDR עובד על עיקרון מוליכות התצלום, כאשר האור נופל על פני השטח של ה- LDR, אז ההתנגדות של ה- LDR מתחילה לרדת מערך גבוה שלו, בהתנגדות החשוכה של ה- LDR היא בטווח של מגה אוהם וכאשר אירוע האור עליו ההתנגדות פוחתת לטווח של מעט אוהם. האלקטרונים ברצועת הערכיות קופצים ללהקת הולכה, בגלל שיש להם אנרגיה גבוהה של פוטונים באור הפוגע ואז חומר המוליך למחצה.
תכונות
- עמידות התאים היא 400 אוהם עד 9 קילו אוהם, כאשר ניתן לוקס של 1000 עד 10.
- בחושך ההתנגדות היא מינימום מגה אוהם.
- יש זמן של 2.8 עד 18 ms של זמן עלייה ו -48 עד 120 ms של זמן נפילה.
- בעל מגוון רחב של תגובה ספקטרלית
- חסכוני בעלות
- טווח טמפרטורות סביבתי גבוה
יישומים
- תאורת רחוב אוטומטית
- חיישן מיקום
- מטרים בעוצמת האור
- מעגלי אזעקת פריצה
- משמש יחד עם נורית כגלאי מכשולים
- אורות חדר שינה אוטומטיים
מגבר אופ IC LM741
מגבר מבצעי הוא מגבר מתח אלקטרוני רווח גבוה מצמידי DC. זה שבב קטן עם 8 פינים. מגבר תפעולי IC משמש כמשווה המשווה בין שני האותות, האות ההפוך והלא הפוך. ב- Op-amp IC 741 PIN2 הוא מסוף קלט הפוך ו- PIN3 הוא מסוף קלט שאינו הופך. סיכת הפלט של IC זה היא PIN6. התפקיד העיקרי של IC זה הוא לבצע פעולה מתמטית במעגלים שונים.
במגבר אופ יש בעיקרון מתח קומפלטור, הכולל שני כניסות, אחד הוא קלט הפוך והשני קלט שאינו הופך. כאשר המתח בכניסה שאינה הופכת (+) גבוה מהמתח בכניסה ההפוכה (-), אז תפוקת המשווה היא גבוהה. ואם המתח של קלט היפוך (-) גבוה יותר מקצה שאינו הופך (+), אז הפלט הוא נמוך .
במעגל גלאי האור שלנו, מגבר ה- IC המשווה את המתח של הנקודה C ו- D דרך ה- PIN3 ו- PIN2 בהתאמה, כידוע אם המתח ב- PIN3 הוא יותר מ- PIN2, הפלט ב- PIN6 יהיה גבוה ולהיפך. כאשר התפוקה HIGHs ה- Led יתחיל לזרוח. בכדי לקבל את תפוקת ה- HIGH עלינו להטיל אור על LDR כדי להפחית את התנגדותו המגדילה את המתח בנקודה C.
טרנזיסטור (BC547)
זהו טרנזיסטור NPN, יכולת ההגברה טובה גם כבעלת ערך רווח של 110 עד 800. זה מאפשר 100mA של זרימת זרם מקסימאלית דרך סיכת הקולט ומגבלת זרם הקלט היא 5mA לסיכת הבסיס לצורך הטייה. מכיוון שסיכת הבסיס נשמעה על הקרקע הטרנזיסטור עובר למצב מוטה הפוך ולא מוליך זרם דרכו (שהיא נקודת הניתוק), מכיוון שהאספקה מספקת לסיכת הבסיס היא מתחילה להוביל דרך הפולט לקולט (שהיא נקודת הרוויה). טווח המתח הרגיל דרך פולט הקולט ופולט הבסיס הוא 200 ו- 900mV בהתאמה.
במעגל שלנו, הטרנזיסטור עובד כמתג עבור ה- LED. כיוון שהפלט של המגבר האופטי גבוה (פירושו כי האור מכוון על LDR) שמועבר לבסיס הטרנזיסטור ואז הזרם דרך הקולט לפולט מתחיל לזרום. כאשר תפוקת המגבר-על נמוכה (פירושו כהה), הטרנזיסטור נשאר במצב כבוי. שום זרם לא זורם דרך הקולט לפולט עד שהפלט יגיע לשיאים.
מספר סיכה |
שם סיכה |
תיאור |
1 |
אַסְפָן |
זרם זורם דרך אספן |
2 |
בסיס |
שולט בהטיית הטרנזיסטור |
3 |
פולט |
זרם מתנקז דרך פולט |
תרשים מעגל של גלאי אור:
עבודה של
כידוע בגשר וויטסטון, אם ההבדל של ירידת המתח הוא אפס בין נקודה C ו- D היחס בין ההתנגדות R1 ו- R2 שווה ליחס ההתנגדות R3 ו- R4, כאשר R4 הוא ההתנגדות הלא ידועה, R1 ו- R2 ידועים נגדים ו- R3 הוא הפוטנציומטר.
כאן בתרשים המעגלים של גלאי האור, גשר וויטסטון מורכב מ- LDR ופוטנציומטר אחד בזרוע הראשונה ושני התנגדות ידועה של 10 אוהם בזרוע השנייה. ככל שהאור האירוע ב- LDR, ההתנגדות שלו נמוכה והמתח דרך נקודה C עולה בהשוואה לנקודה D.
אופ-אמפר IC LM741 משמש להשוות את המתח הן של נקודת C ו- D, אם המתח של נקודת C הוא יותר מנקודת D אז op-amp נותן פלט גבוה ואם D נקודה יש מתח יותר op אחד אז -אמפ נותנים תפוקה נמוכה. מכיוון שפלט המגבר-על הוא גבוה הוא מפעיל את הטרנזיסטור וה- Led מתח לזרוח (כלומר נוכחות של אור) ואם נמוך אז תפוקת המגבר נמוכה והטרנזיסטור נשאר במצב כבוי (מה שאומר שהוא כהה).