אנו הולכים לבנות מעגל חיישני אור פשוט או גלאי אור באמצעות LDR - חיישן אור התנגדותי, כדי לשלוט ב- ON-OFF של המערכת הקשורה ביחס לעוצמת האור הנופל עליה.
רכיבים נדרשים:
- LDR (נגד תלוי אור)
- טרנזיסטור BC547
- לד
- סוללה 9V DC
- פוטנציומטר (5KΩ)
- נגד (1KΩ)
- חוט מחבר
- קרש לחם
LDR (נגד תלוי אור):
ישנם חיישני פוטוס רבים אך אחד הנפוץ ביותר, זול וקל לשימוש הוא LDR הפועל ביעילות גם בתנאים מחוספסים.
LDR ידוע גם כנגד פוטו מכיוון שהתנגדותו משתנה עם וריאציה של פוטונים או אור הנופל עליו, במונח צולע. LDR מיוצרים בעיקר באמצעות קדמיום גופרתי (CdS) שהוא חומר מוליך למחצה. כפי שנראה בתמונה למטה, LDR הוא מכשיר דו-מסופי עם שבילי זיג-זג מקצה לקצה. יש לו שכבת בידוד שמתחת יש CdS.
בחושך, ההתנגדות של LDR גבוהה מאוד בטווח של MΩ אשר פוחתת כאשר היא נחשפת לאור. סמל ה- LDR והקשר הציורי שלו עם אור והתנגדות מוצג להלן.
תרשים מעגל חיישן גלאי אור:
המעגל של גלאי האור פשוט מאוד וקל לבנייה עם מעט מאוד רכיבים. כפי שניתן לראות בתרשים המעגל LDR, ניתן להבחין בשני מעגלים קטנים יותר; א) מחלק מתח המיוצר באמצעות LDR (LDR1) ופוטנציומטר (RV1) ב) פלט (LED D1) במעגל המיתוג שלנו שנעשה באמצעות טרנזיסטור BC547 Q1.
מעגל מחלק המתח יחלק את ה- VCC הכולל = 9V DC לשתי קבוצות של רמת מתח באמצעות שתי קבוצות נגדים, מה שמאפשר לתת חלק כלשהו מהכניסה הכוללת ליציאה. במקרה שלנו מתח על פני RV1 יינתן לטרנזיסטור Q1.
הבה נבין חלק א) מחלק מתח וחישובו הפשוט:
הנוסחה הכללית לחישוב פלט מחלק המתח V O עם הנגד R1 ו- R2 והכניסה V IN: -
כדי לחשב את Vo (V R2) עלינו להתחשב ב- R2 חלקי הסכום של שני הנגדים R1 ו- R2 כפול מתח הכניסה הכולל V IN;
Vo = × V IN
באופן דומה, במעגל שלנו עלינו לחשב מתח o / p של מחלק המתח כלומר V RV1,
V RV1 = × V IN
ניתן להשתמש בנוסחה שלעיל לערך קבוע באופן מדויק.
עם זאת, במקרה שלנו, כאשר האור מזוהה על ידי ה- LDR והנורית דולקת, התוצאה הבאה:
V IN = 9V, RV1 = 1k Ω (מיקום סיר), V RV1 = 0.7 V; R LDR1 = 11857 Ω (≈11k Ω -12k Ω)
כאן השתמשנו נגד משתנה RV2 כדי לבחור את הרגישות של ה- LDR לכיבוי בחושך, כלומר נוכל לבחור כמה מהר או באיזו עוצמת אור צריך לכבות את ה- LED. זו דרך יעילה מאוד והרבה מהצורך שלנו ומטרת האור ניתן להשיג על ידי שימוש בסיר משתנה. הסיר נותן לנו גמישות להחליט את מתח הסף בהתאם ליישומים שונים.
חלק ב ') הוא מעגל הפעלה / כיבוי פשוט של טרנזיסטור. כידוע טרנזיסטור BC547 הופעל כאשר הבסיס שלו למתח הפולט ≥0.7 וולט ויהיה כבוי אם <0.7 וולט.
התמונה לעיל מציגה את הדמיית מעגל ה- LDR זה, כאשר חשוך הנורית נשארת כבויה וכאשר יש אור, הנורית נדלקת.