我们将使用LDR (电阻式光传感器)构建一个简单的光敏电路或光检测器,以控制与落在其上的光强度相关的系统的开-关。
所需组件:
- LDR(光敏电阻)
- BC547晶体管
- LED
- 电池9V DC
- 电位计(5KΩ)
- 电阻(1KΩ)
- 连接线
- 面包板
LDR(光敏电阻):
有许多光电传感器,但是LDR是一种非常普通,便宜且易于使用的传感器,即使在恶劣的条件下也能有效工作。
LDR也被称为光电电阻器,因为其电阻随光子或落在其上的光的变化而变化。LDR主要通过使用作为半导体材料的硫化镉(CdS)制成。如下图所示,LDR是一个两端从一端到另一端都呈锯齿形的终端设备。它的上方有一个隔离层,下方是CdS。
在黑暗中,LDR的电阻在MΩ的范围内很高,暴露在光线下会降低。LDR符号及其与光和电阻的图形关系如下所示。
光探测器传感器电路图:
光探测器的电路非常简单,并且只需很少的元件即可轻松构建。正如您在LDR电路图中所看到的,可以将其区分为两个较小的电路。a)使用LDR(LDR1)和电位计(RV1)制成的分压器b)我们使用晶体管BC547 Q1制成的开关电路中的输出(LED D1)。
分压器电路将使用两组电阻将总VCC = 9V DC分为两组电压电平,从而有可能将总输入的一部分提供给输出。在我们的情况下,RV1两端的电压将提供给晶体管Q1。
让我们了解 部分a) 分压器及其简单计算:
用电阻R1和R2和输入V IN计算分压器输出V O的一般公式 :
为了计算Vo(V R2),我们必须考虑用R2除以两个电阻R1和R2之和再乘以总输入电压V IN。
Vo = ×V IN
同样,在我们的电路中,我们需要计算分压器的o / p电压,即V RV1,
V RV1 = × V IN
上述公式可以准确地用于固定值。
但是,在我们的情况下,当LDR检测到光并且LED点亮时,结果如下:
V IN = 9V,RV1 = 1kΩ (电位器位置),V RV1 = 0.7 V; R LDR1 = 11857Ω (≈11kΩ- 12kΩ)
在这里,我们使用可变电阻器RV2来选择LDR在黑暗中关闭的灵敏度,也就是说,我们可以选择关闭LED的速度或光强度。通过使用可变电位器可以实现这种非常有效的方式,满足我们对光的需求和目的。电位器使我们可以灵活地根据不同的应用来确定阈值电压。
b)部分 是一个简单的晶体管开关ON / OFF电路。众所周知,当BC547晶体管的基极到发射极电压≥0.7V时会导通,如果<0.7 V则会截止。
上图显示了此LDR电路的仿真,当黑暗时LED保持熄灭,而当光照时LED点亮。