Circuito del rivelatore di luce che utilizza il ponte di wheatstone

"Gli occhi percepiscono ciò che vede la mente." Come questo LDR (resistenza dipendente dalla luce) rileva se è presente una sorgente di luce nel suo campo di rilevamento. È vero che puoi spegnere e accendere manualmente qualsiasi luce, ma a volte gli esseri umani mostrano disattenzione che può causare uno spreco di elettricità. Per superare questo problema, ti mostreremo che come realizzare un circuito di rilevamento della luce (che aiuta a rilevare la luce) e puoi aggiungere un relè per azionare gli elettrodomestici CA dipende dalla sensazione della luce. Sebbene in precedenza abbiamo creato alcuni circuiti di rivelazione della luce, questa volta stiamo usando il concetto del ponte di Wheatstone per azionare l'LDR.

Controlla i nostri altri circuiti che utilizzano LDR per il rilevamento della luce:

• Rilevatore scuro che utilizza LDR e 555 Timer IC
• Luce di emergenza Raspberry Pi con rilevatore di oscurità e linea di alimentazione CA spenta
• Circuito indicatore di luce e buio
• Luce scala automatica
• Lampione stradale automatico
• Circuito di allarme di sicurezza laser

Componenti richiesti

• LDR
• Transistor (BC547)
• IC amplificatore LM741
• Potenziometro (10k)
• Resistenza (10k, 330ohm)
• Led (rosso)
• Batteria (9v)

LDR (resistenza dipendente dalla luce)

LDR è un tipo di resistore la cui resistenza varia con la forza della luce che cade su di esso. È costituito da un semiconduttore denominato C solfuro di ammio. Quando è buio la resistenza di LDR è in mega o kilo ohm e quando la luce cala, cambia la sua resistenza da mega ohm a poche centinaia di ohm. Significa semplicemente che la presenza della luce diminuisce la resistenza di LDR ed è così che viene utilizzata per prevedere il giorno e la notte.

Lavoro di LDR

L'LDR funziona secondo il principio della foto conduttività, quando la luce cade sulla superficie di LDR allora la resistenza di LDR inizia a diminuire da un valore alto di esso, al buio la resistenza di LDR è nel range di Mega ohm e come la luce incidente su di esso la resistenza diminuisce fino a pochi ohm. Gli elettroni nella banda di valenza salta alla banda di conduzione, a causa dell'elevata energia dei fotoni nella luce incidente, quindi del materiale semiconduttore.

Caratteristiche

• La resistenza della cella è compresa tra 400 ohm e 9 kilo ohm, quando viene fornito un lux compreso tra 1000 e 10.
• Al buio la resistenza è di almeno un mega ohm.
• Avere da 2,8 a 18 ms di tempo di salita e da 48 a 120 ms di caduta.
• Avere un'ampia gamma di risposta spettrale
• Economico nel costo
• Intervallo di temperatura ambiente elevato

Applicazioni

• Lampione stradale automatico
• Sensore di posizione
• Misuratori di intensità luminosa
• Circuiti antifurto
• Utilizzato insieme al LED come rilevatore di ostacoli
• Luci automatiche della camera da letto

Amplificatore operazionale IC LM741

Un amplificatore operazionale è un amplificatore di tensione elettronico ad alto guadagno accoppiato in CC. È un piccolo chip con 8 pin. Un amplificatore operazionale IC viene utilizzato come comparatore che confronta i due segnali, il segnale invertente e non invertente. In Op-amp IC 741 PIN2 è un terminale di ingresso invertente e PIN3 è un terminale di ingresso non invertente. Il pin di uscita di questo IC è PIN6. La funzione principale di questo IC è eseguire operazioni matematiche in vari circuiti.

L'amplificatore operazionale ha fondamentalmente un comparatore di tensione all'interno, che ha due ingressi, uno è un ingresso invertente e il secondo è un ingresso non invertente. Quando la tensione sull'ingresso non invertente (+) è superiore alla tensione sull'ingresso invertente (-), l'uscita del comparatore è ALTA. E se la tensione dell'ingresso invertente (-) è maggiore dell'estremità non invertente (+), l'uscita è BASSA .

Nel nostro circuito di rilevamento della luce, l'IC dell'amplificatore operazionale confronta la tensione del punto C e D attraverso il PIN3 e il PIN2 rispettivamente, poiché sappiamo che se la tensione sul PIN3 è superiore al PIN2, l'uscita sul PIN6 sarà ALTA e viceversa. Quando l'uscita è ALTA, il LED inizierà a lampeggiare. Per ottenere l'uscita HIGH dobbiamo avere la luce incidente su LDR per ridurre la sua resistenza che aumenta la tensione nel punto C.

Transistor (BC547)

È un transistor NPN, la capacità di amplificazione è anche buona poiché ha un valore di guadagno da 110 a 800. Consente 100mA di flusso di corrente massimo attraverso il pin del collettore e il limite di corrente in ingresso è 5mA al pin di base per la polarizzazione. Quando il pin di base è tenuto a terra, il transistor si sposta in condizione di polarizzazione inversa e non conduce corrente attraverso di esso (che è il punto di interruzione), poiché l'alimentazione fornita al pin di base inizia a condurre attraverso l'emettitore al collettore (che è il punto di saturazione). L'intervallo di tensione normale attraverso il collettore-emettitore e l'emettitore di base è rispettivamente di 200 e 900 mV.

Nel nostro circuito, il transistor funziona come un interruttore per il LED. Quando l'uscita dell'amplificatore operazionale è alta (significa che la luce punta su LDR), che viene quindi alimentata alla base del transistor, la corrente attraverso il collettore inizia a fluire l'emettitore. Quando l'uscita dell'amplificatore operazionale è bassa (significa che è spento), il transistor rimane spento e nessuna corrente fluisce attraverso il collettore verso l'emettitore finché l'uscita non diventa alta.

Codice PIN	Nome pin	Descrizione
1	Collettore	La corrente fluisce attraverso il collettore
2	Base	Controlla la polarizzazione del transistor
3	Emettitore	La corrente defluisce attraverso l'emettitore

Schema del circuito del rilevatore di luce:

Lavorare

Come sappiamo nel ponte di Wheatstone, se la differenza di caduta di tensione è zero tra il punto C e D il rapporto tra le resistenze R1 e R2 è uguale al rapporto tra le resistenze R3 e R4, dove R4 è la resistenza sconosciuta, R1 e R2 sono noti resistori e R3 è il potenziometro.

Qui nel nostro schema del circuito del rilevatore di luce, il ponte di Wheatstone è composto da un LDR e un potenziometro nel primo braccio e due resistenze note di 10k ohm nel secondo braccio. Quando la luce incidente sull'LDR, la resistenza si abbassa e la tensione attraverso il punto C aumenta rispetto al punto D.

Un amplificatore operazionale IC LM741 viene utilizzato per confrontare la tensione di entrambi i punti C e D, se la tensione del punto C è superiore al punto D, l'amplificatore operazionale fornisce un output elevato e se il punto D ha più tensione quindi uno quindi op -amp dà una bassa potenza. Poiché l'uscita dell'amplificatore operazionale è alta, il transistor si accende e il LED si accende (il che significa che c'è luce) e se è bassa l'uscita dell'amplificatore operazionale è bassa e il transistor rimane spento (il che significa che è spento).