「目は心が見ているものを感じます。」このように、LDR（光依存抵抗）は、その検出範囲に光源があるかどうかを検出します。確かに手動でライトのOFF / ONを切り替えることができますが、人間が不注意を示して電力を浪費することがあります。この問題を克服するために、光検出回路（光の感知に役立つ）の作り方と、AC家電を操作するためのリレーを追加して光の感覚に依存する方法を紹介します。以前にいくつかの光検出回路を作成しましたが、今回はホイートストンブリッジの概念を使用してLDRを操作しています。
光検出にLDRを使用する他の回路を確認してください。
- LDRと555タイマーICを使用したダークディテクタ
- 暗闇とAC電源ラインオフ検出器を備えたラズベリーパイ非常灯
- 暗光インジケータ回路
- 自動階段ライト
- 自動街路灯
- レーザーセキュリティ警報回路
必要なコンポーネント
- LDR
- トランジスタ（BC547）
- LM741op-amp IC
- ポテンショメータ（10k）
- 抵抗（10k、330オーム）
- 導かれた（赤）
- バッテリー（9v）
LDR（光依存型レジスター）
LDRは抵抗器の一種で、その抵抗は光の強さによって変化します。これは、半導体名Cの硫化アドミウムで構成されています。暗いときはLDRの抵抗がメガオームまたはキロオームで、光が落ちると抵抗がメガオームから数百オームに変わります。それは単に、光の存在がLDRの抵抗を減少させることを意味し、それが昼と夜を予測するために使用される方法です。
LDRの動作
LDRは光伝導の原理に基づいて動作し、光がLDRの表面に当たると、LDRの抵抗は高い値から減少し始めます。LDRの暗抵抗はメガオームの範囲にあり、光が入射するとその上で抵抗は数オームの範囲に減少します。価電子帯の電子は、半導体材料よりも入射光の光子エネルギーが高いため、伝導帯にジャンプします。
特徴
- 1000から10のルクスが提供される場合、セル抵抗は400オームから9キロオームです。
- 暗闇では、抵抗は最小1メガオームです。
- 立ち上がり時間は2.8〜18ミリ秒、立ち下がり時間は48〜120ミリ秒です。
- スペクトル応答の範囲が広い
- 経済的なコスト
- 高い周囲温度範囲
アプリケーション
- 自動街路灯
- 位置センサー
- 光度計
- 盗難警報回路
- 障害物検出器としてLEDと一緒に使用
- 自動寝室ライト
オペアンプICLM741
演算増幅器は 、DC結合された高利得電子電圧増幅器です。8ピンの小さなチップです。オペアンプICは、反転信号と非反転信号の2つの信号を比較するコンパレータとして使用されます。 オペアンプ IC741では、PIN2は反転入力端子であり、PIN3は非反転入力端子です。このICの出力ピンはPIN6です。このICの主な機能は、さまざまな回路で数学演算を実行することです。
オペアンプは基本的に 内部に電圧コンパレータを備えており、2つの入力があります。1つは反転入力で、もう1つは非反転入力です。 非反転入力（+）の電圧が反転入力（-）の電圧よりも高い場合、コンパレータの出力はHIGHになります。また、反転入力（-）の電圧が非反転端（+）よりも高い場合、出力はLOWになり ます。
私たちの光検出回路では、PIN3の電圧がPIN2より大きいかどうかがわかっているので、PIN3とPIN2を介してポイントCとDの電圧をそれぞれ比較するオペアンプICは、PIN6の出力がHIGHになります。出力がHIGHになると、LEDが光り始めます。HIGH出力を得るには、LDRに光を入射させて抵抗を減らし、C点の電圧を上げる必要があります。
トランジスタ（BC547）
これはNPNトランジスタであり、増幅容量は110〜800のゲイン値を持つので優れています。これにより、コレクタピンに100mAの最大電流が流れ、バイアス用のベースピンへの入力電流制限は5mAになります。ベースピンがグランドに保たれると、トランジスタは逆バイアス状態に移動し、トランジスタを介して電流を伝導しません（カットオフポイント）。ベースピンに電源が供給されると、エミッタを介してコレクタ（飽和ポイント）に伝導を開始します。）。コレクタエミッタとベースエミッタを通る通常の電圧範囲は、それぞれ200mVと900mVです。
私たちの回路では、トランジスタはLEDのスイッチとして機能します。オペアンプの出力がハイ（光がLDRを指していることを意味します）になると、トランジスタのベースに供給され、コレクタからエミッタへの電流が流れ始めます。オペアンプの出力が低い（つまり暗い）場合、トランジスタはオフ状態のままで、出力がハイになるまでコレクタからエミッタに電流が流れません。
|
ピン番号 |
ピン名 |
説明 |
|
1 |
コレクタ |
コレクターから電流が流れ込みます |
|
2 |
ベース |
トランジスタのバイアスを制御します |
|
3 |
エミッター |
エミッタから電流が排出されます |
光検出器の回路図：
の作業
ホイートストンブリッジでわかっているように、ポイントCとDの間の電圧降下の差がゼロの場合、抵抗R1とR2の比率は抵抗R3とR4の比率に等しくなります。ここで、R4は未知の抵抗であり、R1とR2は既知です。抵抗器とR3はポテンショメータです。
この光検出器の回路図では、ホイートストンブリッジは、最初のアームに1つのLDRとポテンショメータ、2番目のアームに2つの既知の10kオームの抵抗で構成されています。LDRに光が入射すると、抵抗が低くなり、C点を通過する電圧がD点と比較して増加します。
ANオペアンプIC LM741は、点Cの電圧が複数の点Dより次にオペアンプは、高出力を得ている場合、点Dは、より電圧次いで1つの次にOPを有する場合、点C及びDの両方の電圧を比較するために使用されています-ampは低出力を提供します。オペアンプの出力が高い場合、トランジスタがオンになり、LEDが点灯し始め（光の存在を意味します）、オペアンプの出力が低い場合、オペアンプの出力は低く、トランジスタはオフ状態のままです（暗いことを意味します）。