Wheatstone köprüsünü kullanan ışık dedektörü devresi

"Gözler, zihnin gördüğünü hisseder." Bu LDR (ışığa bağlı direnç) gibi algılama aralığında herhangi bir ışık kaynağı olup olmadığını algılar. Herhangi bir ışığı manuel olarak KAPATIP AÇABİLECEĞİNİZ doğrudur, ancak bazen insanlar elektrik israfına neden olabilecek dikkatsizlik gösterir. Bu sorunun üstesinden gelmek için, size bir Işık Dedektörü Devresinin nasıl yapılacağını (ışığı algılamaya yardımcı olan) göstereceğiz ve AC Ev aletlerini çalıştırmak için bir röle ekleyebileceğinizi, ışığın hissine bağlı olarak göreceğiz. Daha önce bazı Işık Dedektör Devresi oluşturmuş olmamıza rağmen, bu sefer LDR'yi çalıştırmak için Wheatstone Bridge konseptini kullanıyoruz.

Işık algılama için LDR kullanan diğer devrelerimizi kontrol edin:

LDR ve 555 Zamanlayıcı IC kullanan Karanlık Dedektör
Raspberry Pi Karanlık ve AC Güç Hattı Kapalı Dedektörlü Acil Durum Işığı
Koyu ve Açık Gösterge Devresi
Otomatik Merdiven Işığı
Otomatik Sokak Lambası
Lazer Güvenlik Alarm Devresi

Gerekli Bileşenler

LDR
Transistör (BC547)
LM741op-amp IC
Potansiyometre (10k)
Direnç (10k, 330ohm)
Led (kırmızı)
Akü (9v)

LDR (Işık Bağımlı Direnç)

LDR, direnci üzerine düşen ışığın gücüne göre değişen direnç türüdür. Yarı iletken adı C admium sülfürden oluşur. Karanlık olduğunda, LDR'nin direnci mega veya kilo ohm'dur ve ışık düştüğünde, direnci mega ohm'dan birkaç yüz ohm'a değiştirir. Basitçe , ışığın varlığının LDR'nin direncini azalttığı anlamına gelir ve bu, gündüz ve geceyi tahmin etmek için bu şekilde kullanılır.

LDR'nin Çalışması

LDR, foto iletkenlik prensibiyle çalışır, ışık LDR'nin yüzeyine düştüğünde, LDR'nin direnci yüksek bir değerden düşmeye başlar, LDR'nin karanlıkta direnci Mega ohm aralığında ve ışık olayı olarak üzerinde direnç birkaç ohm aralığına düşer. Değerlik bandındaki elektronlar, gelen ışıkta daha sonra yarı iletken malzemede yüksek foton enerjisine sahip olduklarından iletim bandına atlar.

Özellikleri

1000 ila 10 lüks sağlandığında hücre direnci 400ohm ila 9 kilo ohm'dur.
Karanlıkta direnç minimum bir mega ohm'dur.
2,8 ila 18 ms yükselme süresine ve 48 ila 120 ms düşme süresine sahip.
Geniş spektral yanıt aralığına sahip olmak
Maliyet açısından ekonomik
Yüksek ortam sıcaklığı aralığı

Başvurular

Otomatik Sokak Lambası
Pozisyon sensörü
Işık yoğunluğu ölçerler
Hırsız alarm devreleri
LED ile birlikte engel dedektörü olarak kullanılır
Otomatik yatak odası ışıkları

Op amp IC LM741

Bir operasyon yükselticisi, bir DC-bağlanmış yüksek kazanç elektronik voltaj amplifikatördür. 8 iğneli küçük bir çiptir. Bir işlemsel yükseltici IC, iki sinyali, ters çeviren ve ters çevirmeyen sinyali karşılaştıran bir karşılaştırıcı olarak kullanılır. Op-amp IC 741'de PIN2, ters çeviren bir giriş terminalidir ve PIN3, ters çevirmeyen giriş terminalidir. Bu IC'nin çıkış pini PIN6'dır. Bu IC'nin ana işlevi, çeşitli devrelerde matematiksel işlem yapmaktır.

Op-amp temelde içinde iki girişi olan Voltaj Karşılaştırıcıya sahiptir, biri ters çeviren giriş ve ikincisi ters çevirmeyen giriştir. Ters çevirmeyen girişteki (+) gerilim, ters çevirme girişindeki (-) gerilimden yüksek olduğunda, karşılaştırıcının çıkışı YÜKSEK olur. Ve ters çevirme girişinin voltajı (-), ters çevirmeyen uçtan (+) daha yüksek ise, çıkış DÜŞÜK olur .

Bizim olarak ışık detektör devresinin PIN3 de voltajı PIN2 daha pin6 çıkış olacak görece olarak daha yüksek ve yardımcısı ise bilindiği gibi, Op-amp IC sırasıyla PIN3 ve PIN2 yoluyla alanına C ve D gerilimini karşılaştırılması. Çıkış YÜKSEK olduğunda, Led yanmaya başlayacaktır. YÜKSEK çıkışı elde etmek için, C noktasındaki voltajı artıran direncini azaltmak için LDR'ye ışık tutmalıyız.

Transistör (BC547)

Bu bir NPN transistörüdür, amplifikasyon kapasitesi de 110 ila 800'lük bir kazanç değerine sahip olacak kadar iyidir. Kolektör pimi boyunca 100mA maksimum akım akışına izin verir ve polarlama için temel pime giriş akımı sınırı 5mA'dır. Taban pimi topraklamayı koruduğu için, transistör önyargılı durumu tersine çevirmek için hareket eder ve içinden akım iletmez (bu Kesme noktasıdır), besleme taban pimine sağladığından, yayıcıdan toplayıcıya (Doygunluk noktası). Kollektör-emitör ve baz-emitör üzerinden normal voltaj aralığı sırasıyla 200 ve 900mV'dir.

Devremizde transistör, LED için bir anahtar görevi görür. Op-amp çıkışı yüksek (ışığın LDR'yi işaret ettiği anlamına gelir) daha sonra transistörün tabanına beslenir ve daha sonra kollektörden yayıcıya akmaya başlar. Op-amp çıkışı düşük olduğunda (karanlık olduğu anlamına gelir), transistör kapalı durumda kalır, çıkış yüksek olana kadar kollektörden emitöre akım geçmez.

PIN numarası	Pin Adı	Açıklama
1	Kolektör	Kollektörden akım akışı
2	Baz	Transistörün önyargısını kontrol eder
3	Verici	Akım, yayıcıdan dışarı akıyor

Işık Dedektörünün Devre Şeması:

Çalışma

Wheatstone köprüsünde bildiğimiz gibi, C ve D noktası arasındaki voltaj düşüşü farkı sıfır ise, R1 ve R2 direnç oranı, R4'ün bilinmeyen direnç olduğu R3 ve R4 direnç oranına eşittir, R1 ve R2 bilinir. dirençler ve R3 potansiyometredir.

Burada, Işık dedektörü devre şemamızda, Wheatstone Bridge birinci koldaki bir LDR ve potansiyometreden ve ikinci koldaki iki bilinen 10k ohm dirençten oluşur. LDR üzerindeki ışık olayı arttıkça direnci düşer ve C noktasından geçen voltaj D noktasına göre artar.

Bir Op-amp IC LM741, hem C hem de D noktalarının voltajını karşılaştırmak için kullanılır, eğer C noktasının voltajı D noktasından fazlaysa, op-amp yüksek çıkış verir ve D noktasında daha fazla voltaj varsa, o zaman bir op -amp düşük çıktı verir. Op-amp çıkışı yüksek olduğu için transistörü açar ve Led parlamaya başlar (bu, ışığın varlığı anlamına gelir) ve düşükse op-amp çıkışı düşüktür ve transistör kapalı durumda kalır (yani karanlık).