Circuit de detecció de llum mitjançant pont de gres

"Els ulls perceben el que veu la ment". Igual que aquest LDR (resistència dependent de la llum) es nota si hi ha alguna font de llum en el seu rang de detecció. És cert que podeu apagar i encendre qualsevol llum manualment, però en algun moment l’ésser humà mostra una negligència que pot provocar malbaratament d’electricitat. Per superar aquest problema, us mostrarem que la manera de fer un circuit de detecció de llum (que ajuda a detectar la llum) i que podeu afegir un relé per fer funcionar els electrodomèstics de CA depèn de la sensació de llum. Tot i que prèviament hem creat algun circuit de detecció de llum, però aquesta vegada estem utilitzant el concepte de Wheatstone Bridge per operar el LDR.

Comproveu els altres circuits que utilitzen LDR per a la detecció de llum:

• Detector fosc amb LDR i 555 Timer IC
• Llum d'emergència Raspberry Pi amb detector de foscor i línia de corrent altern
• Circuit indicador de foscor i llum
• Llum d’escala automàtic
• Far automàtic
• Circuit d'alarma de seguretat làser

Components necessaris

• LDR
• Transistor (BC547)
• IC LM741op-amp
• Potenciòmetre (10k)
• Resistència (10k, 330ohm)
• Led (vermell)
• Bateria (9v)

LDR (resistència dependent de la llum)

LDR és un tipus de resistència la resistència de la qual varia amb la força de la llum que cau sobre ella. Està format per un nom de semiconductor sulfur d’admi C. Quan és fosc, la resistència de LDR es troba en mega o quilos d’ohms i, a mesura que cau la llum, canvia la resistència de mega ohms a pocs centenars d’ohms. Simplement significa que la presència de llum disminueix la resistència de la LDR i és així com s’utilitza per predir el dia i la nit.

Funcionament de LDR

El LDR funciona sobre el principi de la conductivitat fotogràfica, quan la llum cau sobre la superfície del LDR, la resistència del LDR comença a disminuir a partir d’un valor elevat, en la fosca resistència del LDR està en el rang de Mega ohms i com la llum incideix en ell la resistència disminueix fins a un rang de pocs ohms. Els electrons de la banda de valència salten a la banda de conducció, a causa de tenir una gran energia de fotons a la llum incident que al material semiconductor.

Característiques

• La resistència de les cèl·lules és de 400 ohms a 9 quilos d’ohms, quan es proporciona un lux de 1000 a 10.
• En la foscor, la resistència és mínima d’un mega ohm.
• Amb un temps de pujada de 2,8 a 18 ms i un temps de caiguda de 48 a 120 ms.
• Tenir una àmplia gamma de resposta espectral
• Econòmic en costos
• Alt rang de temperatura ambient

Aplicacions

• Far automàtic
• Sensor de posició
• Mesuradors d'intensitat de llum
• Circuits d'alarma antirobatori
• S'utilitza juntament amb el LED com a detector d'obstacles
• Llums automàtics del dormitori

Op amplificador IC LM741

Un amplificador operatiu és un amplificador electrònic de voltatge electrònic d’alt guany acoblat en corrent continu. És un xip petit que té 8 pins. Un amplificador operatiu IC s’utilitza com a comparador que compara els dos senyals, el senyal inversor i el no inversor. A Op-amp IC 741 PIN2 és un terminal d’entrada inversora i PIN3 és un terminal d’entrada que no inverteix. El pin de sortida d’aquest IC és PIN6. La funció principal d’aquest CI és fer operacions matemàtiques en diversos circuits.

L’amplificador operatiu té bàsicament un comparador de voltatge a l’ interior, que té dues entrades, una d’entrada inversora i la segona entrada d’inversió. Quan la tensió a l'entrada no inversora (+) és superior a la tensió a l'entrada inversora (-), la sortida del comparador és ALTA. I si el voltatge de l'entrada inversora (-) és superior a l'extrem no inversor (+), la sortida és BAIXA .

Al nostre circuit de detecció de llum, l’ampli operatiu IC que compara la tensió dels punts C i D a través del PIN3 i el PIN2 respectivament, ja que sabem si el voltatge del PIN3 és superior al PIN2 la sortida del PIN6 serà ALTA i viceversa. A mesura que els nivells HIGH de sortida, el Led començarà a brillar. Per obtenir la sortida ALTA hem de tenir una llum incident a LDR per reduir la seva resistència i augmentar la tensió en el punt C.

Transistor (BC547)

Es tracta d’un transistor NPN, la capacitat d’amplificació també és bona ja que té un valor de guany d’entre 110 i 800. Permet un flux de corrent màxim de 100 mA a través del pin del col·lector i el límit de corrent d’entrada és de 5 mA al pin base per polaritzar. A mesura que el pin base es mantenia a terra, el transistor es mou per invertir les condicions esbiaixades i no condueix corrent a través d'ell (que és el punt de tall), ja que el subministrament del pin base comença a conduir a través de l'emissor fins al col·lector (que és el punt de saturació). El rang de voltatge normal a través del col·lector-emissor i l’emissor base és de 200 i 900 mV respectivament.

Al nostre circuit, el transistor funciona com a interruptor per al LED. A mesura que la sortida de l'amplificador operacional és elevat (significa que la llum apunta a LDR), que després s'alimenta a la base del transistor i, a continuació, passa el corrent a través del col·lector perquè l'emissor comenci a fluir. Quan la sortida de l'amplificador operacional és baixa (vol dir que és fosca), el transistor es manté en estat apagat; no hi circula corrent a través del col·lector cap a l'emissor fins que la sortida augmenta.

Número de pin	Nom del pin	Descripció
1	Col·leccionista	El corrent entra pel col·lector
2	Base	Controla la polarització del transistor
3	Emissor	Corrent s’escola a través de l’emissor

Diagrama de circuits del detector de llum:

Funcionament de

Com sabem al pont de Wheatstone, si la diferència de caiguda de tensió és nul·la entre els punts C i D, la proporció de resistència R1 i R2 és igual a la proporció de resistència R3 i R4, on R4 és la resistència desconeguda, es coneixen R1 i R2 resistències i R3 és el potenciòmetre.

Aquí, en el nostre diagrama del circuit del detector de llum, Wheatstone Bridge està format per un LDR i un potenciòmetre al primer braç i dues resistències conegudes de 10k ohmies al segon braç. A mesura que la llum incideix al LDR, la seva resistència es redueix i el voltatge a través del punt C augmenta en comparació amb el punt D.

Un op-amp IC LM741 s’utilitza per comparar la tensió tant del punt C com del punt D, si la tensió del punt C és superior al punt D, l’amplificador operatiu dóna una sortida alta i si el punt D té més tensió, llavors un op -amp donen poca producció. Com que la sortida d'amplificador operacional és alta, s'encén el transistor i el LED comença a brillar (el que significa la presència de llum) i, si baixa, la sortida d'amplificador operatiu és baixa i el transistor roman en estat apagat (el que significa que és fosc).