Circuit détecteur de lumière utilisant le pont de Wheatstone

«Les yeux perçoivent ce que l'esprit voit.» Comme ce LDR (résistance dépendante de la lumière) détecte s'il y a une source de lumière dans sa plage de détection. Il est vrai que vous pouvez éteindre et allumer manuellement n'importe quelle lumière, mais parfois, les êtres humains font preuve de négligence, ce qui peut entraîner un gaspillage d'électricité. Pour surmonter ce problème, nous allons vous montrer que la création d'un circuit de détection de lumière (qui aide à détecter la lumière) et vous pouvez ajouter un relais pour faire fonctionner les appareils électroménagers AC dépendent de la sensation de lumière. Bien que nous ayons déjà créé un circuit de détection de lumière, mais cette fois, nous utilisons le concept de pont de Wheatstone pour faire fonctionner le LDR.

Consultez nos autres circuits qui utilisent le LDR pour la détection de la lumière:

• Détecteur d'obscurité utilisant LDR et 555 Timer IC
• Éclairage d'urgence Raspberry Pi avec détecteur d'obscurité et de ligne d'alimentation CA
• Circuit d'indicateur d'obscurité et de lumière
• Éclairage d'escalier automatique
• Réverbère automatique
• Circuit d'alarme de sécurité laser

Composants requis

• LDR
• Transistor (BC547)
• IC LM741op-amp
• Potentiomètre (10k)
• Résistance (10k, 330ohm)
• Led (rouge)
• Batterie (9v)

LDR (résistance dépendante de la lumière)

LDR est un type de résistance dont la résistance varie avec la force de la lumière tombée dessus. Il est composé d'un semi-conducteur nommé sulfure d'admium C. Quand il fait sombre, la résistance du LDR est en méga ou kilo ohms et lorsque la lumière tombe, elle change sa résistance de méga ohms à quelques centaines d'ohms. Cela signifie simplement que la présence de lumière diminue la résistance du LDR et c'est ainsi qu'il est utilisé pour prédire le jour et la nuit.

Fonctionnement du LDR

Le LDR fonctionne sur le principe de la photo-conductivité, lorsque la lumière tombe sur la surface du LDR, la résistance du LDR commence à diminuer à partir d'une valeur élevée de celui-ci, dans l'obscurité, la résistance du LDR est dans la plage des méga ohms et lorsque la lumière incidente là-dessus, la résistance diminue jusqu'à une plage de quelques ohms. Les électrons dans la bande de valence sautent dans la bande de conduction, en raison de la forte énergie des photons dans la lumière incidente puis dans le matériau semi-conducteur.

traits

• La résistance des cellules est de 400 ohms à 9 kilo ohms, lorsque des lux de 1000 à 10 sont fournis.
• Dans l'obscurité, la résistance est d'au moins un méga ohm.
• Avoir 2,8 à 18 ms de temps de montée et 48 à 120 ms de temps de descente.
• Avoir une large gamme de réponse spectrale
• Économique en coût
• Plage de température ambiante élevée

Applications

• Réverbère automatique
• Capteur de position
• Indicateurs d'intensité lumineuse
• Circuits d'alarme antivol
• Utilisé avec LED comme détecteur d'obstacle
• Lumières automatiques de chambre à coucher

Ampli opérationnel IC LM741

Un amplificateur opérationnel est un amplificateur de tension électronique à gain élevé couplé en courant continu. C'est une petite puce à 8 broches. Un amplificateur opérationnel IC est utilisé comme comparateur qui compare les deux signaux, le signal inverseur et non inverseur. Dans l'Op-amp IC 741, PIN2 est une borne d'entrée inverseuse et PIN3 est une borne d'entrée non inverseuse. La broche de sortie de ce circuit intégré est PIN6. La fonction principale de ce circuit intégré est d'effectuer des opérations mathématiques dans divers circuits.

L'ampli-op a essentiellement un comparateur de tension à l' intérieur, qui a deux entrées, l'une est une entrée inverseuse et l'autre est une entrée non inverseuse. Lorsque la tension à l'entrée non inverseuse (+) est supérieure à la tension à l'entrée inverseuse (-), alors la sortie du comparateur est HAUTE. Et si la tension de l'entrée inverseuse (-) est supérieure à l'extrémité non inverseuse (+), alors la sortie est FAIBLE .

Dans notre circuit de détecteur de lumière, le circuit intégré d'amplification opérationnelle comparant la tension du point C et D via les broches PIN3 et PIN2 respectivement, car nous savons si la tension à PIN3 est supérieure à PIN2, la sortie à PIN6 sera élevée et vice versa. Lorsque la sortie est HAUTE, la LED commencera à s'allumer. Pour obtenir la sortie HIGH, nous devons avoir une lumière incidente sur LDR pour réduire sa résistance qui augmente la tension au point C.

Transistor (BC547)

C'est un transistor NPN, la capacité d'amplification est également bonne car ayant une valeur de gain de 110 à 800. Il permet un flux de courant maximal de 100 mA à travers la broche du collecteur et la limite de courant d'entrée est de 5 mA à la broche de base pour la polarisation. Lorsque la broche de base est maintenue à la terre, le transistor se déplace vers la condition de polarisation inverse et ne conduit pas de courant à travers lui (qui est le point de coupure), car l'alimentation fournit à la broche de base, il commence à conduire à travers l'émetteur vers le collecteur (qui est le point de saturation). La plage de tension normale à travers le collecteur-émetteur et la base-émetteur est respectivement de 200 et 900 mV.

Dans notre circuit, le transistor fonctionne comme un interrupteur pour la LED. Lorsque la sortie de l'ampli-op est élevée (signifie que la lumière est dirigée sur LDR) qui est ensuite envoyée à la base du transistor, le courant à travers le collecteur vers l'émetteur commence à circuler. Lorsque la sortie de l'ampli-op est faible (signifie qu'il est sombre), le transistor reste en état d'arrêt, aucun courant ne passe à travers le collecteur vers l'émetteur jusqu'à ce que la sortie atteigne un niveau élevé.

Code PIN	Nom de la broche	La description
1	Collectionneur	Le courant passe par le collecteur
2	Base	Contrôle la polarisation du transistor
3	Émetteur	Le courant s'écoule par l'émetteur

Schéma de circuit du détecteur de lumière:

Fonctionnement de

Comme nous le savons dans le pont de Wheatstone, si la différence de chute de tension est nulle entre les points C et D, le rapport des résistances R1 et R2 est égal au rapport des résistances R3 et R4, où R4 est la résistance inconnue, R1 et R2 sont connus résistances et R3 est le potentiomètre.

Ici, dans notre schéma de circuit de détecteur de lumière, Wheatstone Bridge est composé d'un LDR et d'un potentiomètre dans le premier bras et de deux résistances connues de 10k ohms dans le deuxième bras. Lorsque la lumière incidente sur le LDR, sa résistance devient faible et la tension passant par le point C augmente par rapport au point D.

Un IC ampli-op LM741 est utilisé pour comparer la tension des points C et D, si la tension du point C est supérieure au point D, alors l'ampli-op donne une sortie élevée et si le point D a plus de tension qu'un alors op -amp donne un faible rendement. Lorsque la sortie de l'ampli-op est élevée, elle allume le transistor et la LED commence à briller (ce qui signifie la présence de lumière) et si elle est faible, la sortie de l'ampli-op est faible et le transistor reste en état désactivé (ce qui signifie qu'il est sombre).