Việc điều khiển đèn và các thiết bị gia dụng thường được vận hành và bảo trì bằng tay trong một số trường hợp. Nhưng quá trình điều khiển các thiết bị có thể gây ra sự lãng phí điện năng do sự bất cẩn của con người hoặc các trường hợp bất thường. Để khắc phục vấn đề này, chúng ta có thể sử dụng mạch điện trở phụ thuộc ánh sáng để điều khiển tải dựa trên cường độ ánh sáng. LDR hay điện trở quang là một thiết bị được tạo thành từ vật liệu bán dẫn có điện trở cao. Bài viết này giới thiệu tổng quan về LDR là gì, mạch điện trở phụ thuộc ánh sáng và hoạt động của nó .

Điện trở phụ thuộc ánh sáng

Xây dựng LDR

Cấu tạo của LDR bao gồm một vật liệu nhạy cảm với ánh sáng được đặt trên một chất nền cách nhiệt như gốm. Vật liệu được đặt theo hình zic zắc để có được công suất và điện trở cần thiết. Vùng ngoằn ngoèo ngăn cách các vùng đặt kim loại thành hai vùng.

Xây dựng LDR

Nơi các tiếp điểm Ohmic được thực hiện ở hai bên của khu vực. Điện trở của các tiếp điểm phải càng ít càng tốt để đảm bảo rằng điện trở, chủ yếu chỉ thay đổi do hiệu ứng ánh sáng. Tránh sử dụng các vật liệu chì và cadmium vì chúng gây hại cho môi trường.

Nguyên lý làm việc của điện trở phụ thuộc ánh sáng

Nguyên lý hoạt động của LDR là hiện tượng quang dẫn, đó không phải là hiện tượng quang học. Khi ánh sáng bị vật liệu hấp thụ thì độ dẫn điện của vật liệu giảm. Khi ánh sáng chiếu vào LDR, thì các điện tử trong vùng hóa trị của vật liệu sẽ háo hức với vùng dẫn. Nhưng, các photon trong ánh sáng tới phải có năng lượng vượt trội hơn dải tần của vật liệu để làm cho các điện tử nhảy từ dải này sang dải khác (từ hóa trị sang dẫn điện).

Nguyên tắc làm việc của LDR

Do đó, khi ánh sáng có năng lượng dồi dào, nhiều điện tử hơn bị kích thích đến vùng dẫn mà phân loại trong một số lượng lớn hạt mang điện. Khi tác dụng của quá trình này và lưu lượng của dòng điện bắt đầu chạy nhiều hơn, điện trở của thiết bị giảm.

Mạch điện trở phụ thuộc ánh sáng

Mạch của LDR là một mạch điện tử được xây dựng với LDR, rơle, Cặp Darlington , diode và điện trở được hiển thị trong sơ đồ mạch bên dưới. Một nguồn điện áp được cung cấp cho tải

Điện áp DC yêu cầu của mạch LDR được cung cấp từ mạch chỉnh lưu cầu hoặc pin. Mạch này thay đổi nguồn AC thành DC. Mạch chỉnh lưu cầu sử dụng biến áp hạ bậc để giảm điện áp từ 230v thành 12v. Các điốt được kết nối dưới dạng cầu dùng để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện một chiều. Các Bộ điều chỉnh điện áp được sử dụng để thay đổi DC 12v DC-6v DC và sau đó, điện áp DC này được cung cấp cho toàn bộ mạch. Nguồn điện xoay chiều 230v cho cả bộ chỉnh lưu cầu và tải phải được duy trì liên tục để hoạt động liên tục của mạch cảm biến ánh sáng.

Sơ đồ mạch điện trở phụ thuộc ánh sáng

Vào buổi sáng, cảm biến này có điện trở thấp khoảng 100Ω. Như vậy, nguồn điện chạy qua LDR & nối đất thông qua biến trở và điện trở như trong mạch cảm biến ánh sáng ở trên. Điều này là do điện trở được cung cấp bởi điện trở phụ thuộc vào ánh sáng vào ban ngày hoặc khi ánh sáng rơi vào LDR, sau đó nó nhỏ hơn so với điện trở của phần còn lại của mạch cảm biến. Chúng tôi cảnh giác về nguyên tắc của dòng điện, rằng dòng điện luôn chạy theo đường có điện trở thấp.

Do đó, cuộn dây rơ le không nhận được đủ nguồn cung cấp để được tăng cường. Do đó, đèn được tắt vào ban ngày. Theo cách tương tự, vào ban đêm, điện trở của LDR tăng lên giá trị cao (20MΩ). Do đó, do sức đề kháng cao của điện trở , dòng chảy của dòng điện thấp hoặc gần như bằng không. Bây giờ, dòng điện chạy qua làn có điện trở thấp để nó tăng điện áp cơ bản của cặp Darlington lên đến hơn 1,4v. Khi bóng bán dẫn cặp Darlington được kích hoạt, cuộn dây rơ le nhận được đủ nguồn cung cấp để được cung cấp năng lượng và do đó, đèn sẽ chuyển sang ban đêm.

Các ứng dụng của LDR

Điện trở phụ thuộc ánh sáng là thiết bị đơn giản và chi phí thấp. Các thiết bị này được sử dụng ở những nơi cần cảm nhận sự hiện diện và không có ánh sáng là cần thiết. Các điện trở này được sử dụng làm cảm biến ánh sáng và các ứng dụng của LDR chủ yếu bao gồm đồng hồ báo thức, đèn đường, đồng hồ đo cường độ ánh sáng, mạch báo trộm. Để hiểu rõ hơn về khái niệm này, ở đây chúng tôi đã giải thích một dự án cụ thể là tiết kiệm năng lượng của đèn đường được kiểm soát cường độ sử dụng LDR.

Tiết kiệm năng lượng của đèn đường được kiểm soát cường độ sử dụng LDR

Ngày nay, việc tăng sáng đường cao tốc được thực hiện thông qua đèn HID, tuy nhiên, mức tiêu thụ năng lượng của những đèn này cao cũng như không có cơ chế cụ thể để bật / tắt đèn từ lúc mặt trời mọc đến mặt trời lặn. Để khắc phục vấn đề này, đây là một phương pháp thay thế sử dụng đèn LED, tức là tiết kiệm năng lượng của đèn đường được kiểm soát cường độ bằng cách sử dụng LDR.

Đèn đường được kiểm soát cường độ sử dụng LDR của Edgefxkits.com

Hệ thống đề xuất được xây dựng để khắc phục nhược điểm của đèn HID ngày nay. Hệ thống được đề xuất xác định việc sử dụng điốt phát quang làm nguồn sáng và điều khiển cường độ có thể điều chỉnh của nó theo yêu cầu. Loại đèn này tiêu thụ ít điện năng hơn, cũng như tuổi thọ của đèn này cao hơn so với đèn HID thông thường.

Tính năng quan trọng nhất của dự án này là, cường độ ánh sáng có thể được điều khiển theo sự cần thiết vào ban đêm, điều mà đèn HID không thể làm được. Một LDR được sử dụng để phát hiện ánh sáng và điện trở của LDR giảm mạnh theo ánh sáng trong ngày, hình thành như một tín hiệu i / p đến bộ điều khiển.

Một loạt các đèn LED được sử dụng để làm đèn đường và vi điều khiển sử dụng trong dự án được lập trình trước với các lệnh điều khiển cường độ ánh sáng dựa trên các tín hiệu điều chế độ rộng Xung được tạo ra. Cường độ ánh sáng được duy trì ở mức cao vào ban đêm, và do giao thông trên các tuyến đường có xu hướng giảm vào giờ cao điểm nên cường độ cũng giảm dần cho đến sáng. Cuối cùng, đèn LED tắt vào buổi sáng lúc 6 giờ sáng và tiếp tục hoạt động lại lúc 6 giờ chiều vào buổi tối. Quá trình này sẽ tiếp tục.

Hơn nữa, dự án này có thể được phát triển bằng cách trộn nó với một tấm pin năng lượng mặt trời, có thể thay đổi cường độ của mặt trời thành điện áp tương đương và năng lượng mặt trời được sử dụng để cung cấp đèn chiếu sáng trên đường cao tốc.

Vì vậy, đây là tất cả về nguyên lý làm việc của điện trở phụ thuộc ánh sáng và sơ đồ mạch LDR và các ứng dụng của nó. Chúng tôi hy vọng rằng bạn đã có một khái niệm tốt hơn thông qua bài viết này. Hơn nữa, bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến bài viết này hoặc dự án điện và điện tử , vui lòng đưa ra phản hồi của bạn trong phần bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, chức năng của LDR là gì?

Tín ảnh: