“眼睛感觉到心灵所见。” 像此LDR（光敏电阻）一样，在其感应范围内感应任何光源。的确，您可以手动关闭和打开任何灯，但是有时候人类会表现出粗心，这可能会导致电力浪费。为了克服这个问题，我们将向您展示如何制作光检测器电路（有助于感应光），并且您可以根据光的感觉添加一个继电器来操作AC家用电器。尽管我们之前已经创建了一些光检测器电路，但是这次我们使用惠斯通电桥概念来操作LDR。
检查我们使用LDR进行光检测的其他电路：
- 使用LDR和555定时器IC的黑暗探测器
- 带有黑暗和交流电源线关闭检测器的Raspberry Pi应急灯
- 暗光指示器电路
- 自动楼梯灯
- 自动路灯
- 激光安全报警电路
所需组件
- LDR
- 晶体管（BC547）
- LM741运算放大器IC
- 电位计（10k）
- 电阻（10k，330ohm）
- LED（红色）
- 电池（9v）
LDR（光敏电阻）
LDR是一种电阻器，其电阻会随着光的强度而变化。它由半导体名称C硫化镉组成。在黑暗中，LDR的电阻为兆欧或千欧，随着光线的照射，LDR的电阻将从兆欧变为几百欧。它只是意味着光的存在会降低LDR的电阻，这就是用来预测白天和黑夜的方式。
LDR的工作
LDR按照光导原理工作，当光落在LDR的表面上时，LDR的电阻从高值开始减小，因为LDR的暗电阻在兆欧范围内，并且随着光的入射电阻降低到几欧姆的范围。由于入射光中的光子能量高于半导体材料，因此价带中的电子跃迁至导带。
特征
- 当提供1000至10的勒克斯时，电池电阻为400欧姆至9千欧姆。
- 在黑暗中，电阻至少为1兆欧。
- 具有2.8至18ms的上升时间和48至120ms的下降时间。
- 具有广泛的光谱响应
- 节省成本
- 高环境温度范围
应用领域
- 自动路灯
- 位置传感器
- 光强计
- 防盗报警电路
- 与LED一起用作障碍检测器
- 自动卧室灯
运算放大器IC LM741
一个 运算放大器 是直流耦合的高增益电子电压放大器。这是一个只有8个引脚的小芯片。运算放大器IC用作比较器，用于比较反相信号和同相信号这两个信号。 在运算放大器IC 741中， PIN2是反相输入端子，而PIN3是同相输入端子。该IC的输出引脚为PIN6。该IC的主要功能是在各种电路中进行数学运算。
运算放大器 内部基本上具有 电压比较器，该电压比较器具有两个输入，一个是反相输入，第二个是非反相输入。 当同相输入（+）上的电压高于反相输入（-）上的电压时，比较器的输出为HIGH。并且如果反相输入（-）的电压高于同相端（+）的电压，则输出为LOW 。
在我们的光检测器电路中，运算放大器IC分别比较了通过PIN3和PIN2的C点和D点的电压，因为我们知道PIN3上的电压是否大于PIN2，PIN6上的输出将为HIGH，反之亦然。随着输出高电平，LED将开始发光。为了获得HIGH输出，我们必须使LDR入射光以减小其电阻，从而增加C点的电压。
晶体管（BC547）
它是一个NPN晶体管，放大能力也不错，增益值在110到800之间。它允许最大100mA的电流流过集电极引脚，并且到基极引脚的输入电流限制为5mA以进行偏置。当基极引脚保持接地时，晶体管将移至反向偏置状态，并且不通过它传导电流（这是截止点），因为向基极引脚提供的电源开始通过发射极到集电极（即饱和点）传导）。通过集电极-发射极和基极-发射极的正常电压范围分别为200和900mV。
在我们的电路中，晶体管用作LED的开关。当运算放大器的输出为高电平时（意味着光指向LDR），然后将其馈送到晶体管的基极，然后通过集电极到发射极的电流开始流动。当运算放大器的输出为低电平（表示其为暗）时，晶体管保持截止状态，直到输出变为高电平时，才有电流流过集电极至发射极。
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针号 |
引脚名称 |
描述 |
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1个 |
集电极 |
电流流经集电极 |
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2 |
基础 |
控制晶体管的偏置 |
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3 |
发射极 |
电流通过发射极排出 |
光探测器的电路图：
工作
如我们在惠斯通电桥中所知，如果C点和D点之间的电压降之差为零，则电阻R1和R2之比等于电阻R3和R4之比，其中R4是未知电阻，R1和R2是已知的电阻，R3为电位器。
在我们的光检测器电路图中，惠斯通电桥由第一臂中的一个LDR和电位计以及第二臂中的两个已知电阻10k ohm组成。随着光入射到LDR上，其电阻变低，并且通过点C的电压与点D相比增加。
一个运算放大器IC LM741用于比较的点C和d两者的电压，如果点C的电压大于点d，则运算放大器产生高输出，并且如果点d具有更多的电压然后一个再运-amp给出低输出。当运算放大器输出为高电平时，它会导通晶体管，并且Led开始发光（表示有光）；如果运算放大器输出为低电平，则运算放大器输出为低电平，晶体管保持截止状态（表示其为暗）。