We gaan een eenvoudig lichtdetectiecircuit of lichtdetector bouwen met behulp van LDR - een resistieve lichtsensor, om de AAN-UIT van het systeem te regelen dat is gekoppeld aan de intensiteit van het licht dat erop valt.
Vereiste componenten:
- LDR (Light Dependent Resistor)
- BC547-transistor
- LED
- Batterij 9V DC
- Potentiometer (5KΩ)
- Weerstand (1KΩ)
- Verbindingsdraad
- Breadboard
LDR (Light Dependent Resistor):
Er zijn veel fotosensoren, maar een veel voorkomende, goedkope en gemakkelijk te gebruiken is LDR, die zelfs onder zware omstandigheden effectief werkt.
LDR is ook bekend als fotoweerstand omdat de weerstand varieert met de variatie van fotonen of licht dat erop valt, in lamen-term. LDR wordt meestal gemaakt met behulp van cadmiumsulfide (CdS), een halfgeleidermateriaal. Zoals te zien is in de onderstaande afbeelding, is LDR een apparaat met twee terminals met zigzagsporen van het ene uiteinde naar het andere. Het heeft een isolatielaag erboven, er is CdS.
In het donker is de weerstand van LDR erg hoog in het bereik van MΩ, dat afneemt bij blootstelling aan licht. Het LDR-symbool en zijn picturale relatie met licht en weerstand wordt hieronder weergegeven.
Lichtdetector sensor schakelschema:
Het circuit van de lichtdetector is heel eenvoudig en gemakkelijk te bouwen met heel weinig componenten. Zoals je kunt zien in het LDR-schakelschema, kan het worden onderscheiden als twee kleinere circuits; a) Spanningsdeler gemaakt met LDR (LDR1) en een Potentiometer (RV1) b) Uitgang (LED D1) in ons schakelcircuit gemaakt met een transistor BC547 Q1.
Spanningsdelercircuit verdeelt de totale VCC = 9V DC in twee sets spanningsniveaus met behulp van twee sets weerstanden, waardoor het mogelijk wordt om een deel van de totale invoer aan de uitgang te geven. In ons geval wordt de spanning over RV1 aan de transistor Q1 gegeven.
Laten we deel a) Spanningsdeler en de eenvoudige berekening ervan begrijpen:
De algemene formule voor het berekenen van de uitgang V O van de spanningsdeler met weerstand R1 en R2 en ingang V IN: -
Om Vo (V R2) te berekenen, moeten we R2 delen door de som van de twee weerstanden R1 en R2 vermenigvuldigd met de totale ingangsspanning V IN;
Vo = × V IN
Evenzo moeten we in ons circuit de o / p-spanning van de spanningsdeler berekenen, dwz V RV1,
V RV1 = × V IN
De bovenstaande formule kan nauwkeurig worden gebruikt voor vaste waarden.
In ons geval, wanneer het licht wordt gedetecteerd door de LDR en de LED AAN is, is het volgende het resultaat:
V IN = 9 V, RV1 = 1 k Ω (potpositie), V RV1 = 0,7 V; R LDR1 = 11857 Ω (≈11k Ω -12k Ω)
Hier hadden we een variabele weerstand RV2 gebruikt om de gevoeligheid van de LDR te selecteren om in het donker UIT te schakelen, dat wil zeggen dat we kunnen selecteren hoe snel of met welke intensiteit van het licht de LED moet worden uitgeschakeld. Dit is een zeer efficiënte manier en veel van onze behoefte en doel van licht kan worden bereikt door het gebruik van een variabele pot. De pot geeft ons de flexibiliteit om de drempelspanning te bepalen op basis van verschillende toepassingen.
Deel b) is een eenvoudig AAN / UIT-schakeling van de transistor. Zoals we weten is de BC547-transistor ingeschakeld wanneer de basis-emitterspanning ≥ 0,7 V is en zal UIT zijn als <0,7 V.
Bovenstaande afbeelding toont de simulatie van dit LDR circuit, als het donker is blijft de LED uit en als er licht is gaat de LED aan.