Применение фоторезистора на практике. Сумеречный автомат

В электронике есть много способов контролирования освещенности. Если вы ищете недорогое решение, то в качестве оптического датчика можно использовать обычный фоторезистор (LDR). Фоторезисторы на основе сульфида кадмия (CdS) имеют сопротивление, которое изменяется обратно пропорционально количеству света, падающего на них.

Эти LDR известны по многим названиям, включая фоторезистор, фотопроводящая ячейка или просто фотоэлемент. Как правило, фоторезисторы выпускаются в корпусе покрытый эпоксидной смолой.

Эксперимент

Вы можете сделать несколько измерений, чтобы определить математическую зависимость между сопротивлением фоторезистора и степенью его освещенности, выполнив следующие шаги:

1. Установите LDR в макетную плату так, чтобы плоская вершина LDR была параллельна плате.
2. Подключите цифровой мультиметр (диапазон сопротивления) к двум выводам LDR
3. Установите рядом с фоторезистором люксметр.
4. Включите лампу. Обеспечив одинаковое освещение фоторезистора и люксметра, запишите текущее сопротивление LDR и значения люкс. Повторите этот процесс для нескольких различных уровней освещенности (от очень темного до очень яркого света).
5. Наконец, перенесите ваши результаты в электронную таблицу и постройте сопротивление как функцию света.

Как правило, график сопротивления LDR в зависимости от света выглядит так, как показано ниже:

LDR и делитель напряжения

Поскольку сопротивление LDR изменяется в зависимости от света, его очень удобно использовать в цепи делителя напряжения для получения заданного уровня напряжения для дальнейшей обработки другими элементами схемы (например, АЦП микроконтроллера)

Как показано на следующем рисунке, при подключении LDR верху, мы получаем большой Vo, а когда LDR находится внизу делителя, то мы получаем малое значение Vo.

Практическое применение LDR

Сумеречный включатель – позволяет автоматически включать освещение при наступлении сумерек.

Схема содержит две важные части: маломощный источник питания 12 В постоянного тока и коммутируемую схему сумеречного управления на основе LDR.

Для простоты устройства, в схеме применен бестрансформаторный источник питания.

Внимание! Поскольку схема не имеет гальванической развязки с электросетью, следует соблюдать крайнюю осторожность при наладке и эксплуатации данного устройства!

Остальная часть схемы, как уже говорилось, предназначена для управления электромагнитным реле, которое в свою очередь включает/отключает освещение.

Для определения уровня освещенности используется 5-миллиметровый фоторезистор (LDR1). Когда мало света или его совсем нет, сопротивление LDR1 велико. Таким образом, напряжение на базе транзистора T1 очень низкое, это переводит транзистор в режим отсечки. Следовательно, транзистор T2 обеспечивает питание реле RL1, которое включает внешний свет, подключенный к CON2.

Когда на LDR1 попадает достаточно света, высокое напряжение на базе T1 открывает транзистор. Это в свою очередь прерывает базовый ток до T2, в результате чего реле обесточивается. Реле необходимо использовать с малым потреблением тока (меньше 35 мА).

Уровень переключения можно отрегулировать с помощью потенциометра VR1. Конденсатор C3 обеспечивает небольшой гистерезис, чтобы схема постоянно не переключалась вблизи порогового уровня. Поскольку схема подключается непосредственно к электросети переменного тока, поместите всю конструкцию в изолированный корпус.