سنقوم ببناء دائرة استشعار الضوء أو كاشف الضوء باستخدام LDR - مستشعر الضوء المقاوم ، للتحكم في ON-OFF للنظام المرتبط بكثافة الضوء الذي يسقط عليه.
المكونات المطلوبة:
- LDR (مقاوم يعتمد على الضوء)
- الترانزستور BC547
- يؤدى
- بطارية 9V DC
- مقياس الجهد (5KΩ)
- المقاوم (1KΩ)
- توصيل الأسلاك
- اللوح
LDR (المقاوم المعتمد على الضوء):
هناك العديد من المستشعرات الضوئية ، ولكن أحدها شائع جدًا وغير مكلف وسهل الاستخدام هو LDR الذي يعمل بفعالية حتى في الظروف القاسية.
يُعرف LDR أيضًا باسم Photo resistor حيث تختلف مقاومته باختلاف الفوتونات أو الضوء الساقط عليه ، في مصطلح lamen. يتم تصنيع LDR في الغالب باستخدام كبريتيد الكادميوم (CdS) وهو مادة شبه موصلة. كما هو موضح في الصورة أدناه ، LDR عبارة عن جهازين طرفيين بهما مسارات متعرجة من طرف إلى آخر. يحتوي على طبقة عزل أعلاه يوجد CdS.
في الظلام ، تكون مقاومة LDR عالية جدًا في نطاق MΩ الذي ينخفض عند التعرض للضوء. يظهر أدناه رمز LDR وعلاقته التصويرية بالضوء والمقاومة.
مخطط دائرة حساس الضوء:
دائرة كاشف الضوء بسيطة للغاية وسهلة البناء بمكونات قليلة جدًا. كما ترون في الرسم التخطيطي لدائرة LDR ، يمكن تمييزها كدائرتين أصغر ؛ أ) مقسم الجهد المصنوع باستخدام LDR (LDR1) ومقياس الجهد (RV1) ب) الناتج (LED D1) في دائرة التبديل الخاصة بنا المصنوعة باستخدام ترانزستور BC547 Q1.
ستقوم دائرة مقسم الجهد بتقسيم إجمالي VCC = 9V DC إلى مجموعتين من مستوى الجهد باستخدام مجموعتين من المقاومات ، مما يجعل من الممكن إعطاء جزء من إجمالي المدخلات للإخراج. في حالتنا ، سيتم إعطاء الجهد عبر RV1 إلى الترانزستور Q1.
دعونا نفهم الجزء أ) مقسم الجهد وحسابه البسيط:
الصيغة العامة لحساب مقسم الجهد الناتج V O بالمقاوم R1 و R2 والمدخل V IN: -
لحساب Vo (V R2) علينا أن نأخذ في الاعتبار R2 مقسومًا على مجموع المقاومين R1 و R2 مضروبًا في إجمالي جهد الدخل V IN ؛
Vo = × V IN
وبالمثل ، في دائرتنا نحتاج إلى حساب جهد o / p لمقسم الجهد ، أي V RV1 ،
V RV1 = × V IN
يمكن استخدام الصيغة أعلاه للقيمة الثابتة بدقة.
ومع ذلك ، في حالتنا ، عندما يتم اكتشاف الضوء بواسطة LDR ويكون LED قيد التشغيل ، تكون النتيجة التالية:
V IN = 9V ، RV1 = 1k Ω (موضع وعاء) ، V RV1 = 0.7 فولت ؛ R LDR1 = 11857 Ω (≈11k Ω -12k Ω)
استخدمنا هنا مقاومًا متغيرًا RV2 لتحديد حساسية LDR لإيقاف التشغيل في الظلام ، أي يمكننا تحديد مدى سرعة أو شدة الضوء التي يجب إيقاف تشغيل مؤشر LED بها. هذه طريقة فعالة للغاية ويمكن تحقيق الكثير من احتياجاتنا والغرض من الضوء باستخدام وعاء متغير. يمنحنا القدر المرونة لتحديد جهد العتبة وفقًا للتطبيقات المختلفة.
الجزء ب) عبارة عن دائرة ترانزستور بسيطة تعمل على تشغيل / إيقاف التشغيل. كما نعلم ، تم تشغيل ترانزستور BC547 عند تشغيل قاعدته لجهد المرسل ≥0.7 فولت وسيتم إيقاف تشغيله إذا كان <0.7 فولت.
تُظهر الصورة أعلاه محاكاة دائرة LDR هذه ، عندما يكون هناك مظلم ، يظل مؤشر LED مطفأ وعندما يكون هناك ضوء ، يتم تشغيل LED.