빛 감지 회로:빛을 감지하는 쉬운 방법

광 센서

빛의 유무를 감지하는 프로젝트를 만들고 싶습니까? 그렇다면 빛 감지 회로가 있으면 도움이 될 것입니다. 흥미롭게도 초보자에게 친숙한 쉬운 프로젝트입니다. 또한 이 장치는 환경에서 빛의 강도를 쉽게 감지할 수 있습니다. 또한 광검출회로를 제어회로로 사용할 수 있습니다. 그러나 가장 적합한 광 검출기를 선택해야 하는 경우 작업이 혼란스러워집니다.

좋은 소식은 이 기사에서 빛 감지 회로 등을 구축하는 데 필요한 모든 것을 다룹니다. 그러니 잠시만 기다려 주십시오.

광 감지기 회로란 무엇입니까?

광 센서

광 검출기 또는 센서 회로는 광 강도를 감지할 수 있는 장치입니다. 또한 측정된 빛의 세기를 나타내는 출력 신호를 생성합니다.

광 센서는 모든 빛 스펙트럼에 존재하는 복사 에너지를 측정할 수 있습니다. 또한 다음과 같은 다양한 빛의 주파수를 측정합니다.

• 적외선
• 가시광선 
• 자외선

적외선 센서

출처:픽사베이

광 검출기는 또한 빛 에너지(가시적이든 아니든)를 전기 출력 신호로 변환합니다. 즉, 광 센서를 '광전 장치'라고 부를 수도 있습니다.

그 이상은 무엇입니까?

광 센서 회로의 전기 출력을 사용하여 다른 코스를 제어하는 ​​것이 가능합니다. 그러나 전구, 팬 또는 가로등과 같은 전기 부하 회로 또는 가전 제품을 보유하는 것이 중요합니다.

광 센서 유형

광 감지 회로를 구축하기 전에 이상적인 광 센서를 아는 것이 중요합니다. 광전 장치에는 두 가지 주요 범주가 있습니다. 첫 번째는 빛을 감지할 때 전기를 생성합니다. 이에 비해 두 번째 범주는 일부 전기적 특성을 변경할 수 있습니다.

따라서 다음과 같은 유형의 광 센서가 있습니다.

광발광 셀 

이 광 소자는 세슘과 같은 감광 물질에서 자유 전자를 생성합니다. 광 방출 셀은 충분한 에너지를 가진 양성자와 충돌할 때만 전자를 생성합니다.

또한 양성자의 에너지 수준은 광도에 따라 다릅니다. 따라서 전력이 높을수록 양성자는 더 많은 에너지를 빛을 전기 에너지로 변환합니다.

광전지

광전지가 있는 센서는 받는 빛 에너지와 동일한 전기 에너지를 생성할 수 있습니다.

또한 두 개의 반도체 재료를 결합하면 빛 에너지를 받아 약 0.5v를 생성할 수 있습니다. 또한 셀레늄은 대부분의 태양 전지에서 작동하는 쉽게 구할 수 있는 광전지입니다.

포토 접합 장치

광다이오드 또는 광트랜지스터는 광접합 장치의 전형적인 예입니다. 이 장치는 광도를 사용하여 PN 접합을 가로지르는 정공과 전자의 흐름을 제어합니다.

광접합 장치의 설계는 빛 감지 및 투과 응용 분야에 가장 적합합니다. 또한 이러한 장치는 입사 길이의 파장에만 반응합니다.

광전도성 전지

광전도성 셀이 있는 광 센서는 전기를 생성하지 않습니다. 대신 빛 에너지를 받으면 물리적 특성이 바뀝니다.

또한 포토 레지스터는 일반적인 유형의 광전도 센서입니다. 그리고 빛의 세기 변화에 따라 전기저항을 변화시킨다. 즉, 포토레지스터는 빛 에너지를 사용하여 전자 흐름과 전자를 통해 흐르는 전류를 제어할 수 있습니다.

LDR(Light Dependent Resistor)은 일반적으로 사용되는 또 다른 광전도 센서입니다. 그리고 LDR은 빛이 있을 때 전기 저항을 수천 옴에서 수백 옴으로 변경할 수 있습니다.

광 종속 저항기

광 감지기 회로의 작동 원리

LDR 센서에 입사광이 있으면 저항이 낮아집니다. 따라서 회로에 연결된 부하는 장치를 활성화하기에 충분한 전력을 얻지 못합니다(즉, 장치를 꺼진 상태로 유지).

따라서 어두울 때 LDR의 저항이 회로를 통해 전류가 흐를 수 있는 수준으로 증가합니다. 결과적으로 트랜지스터가 활성화됩니다. 그리고 이것은 부하를 시작하기에 충분한 전력을 공급하는 데 도움이 됩니다.

흥미롭게도 광 감지기가 작동하는 방식을 반대로 할 수 있습니다. 즉, 조명이 있을 때 부하를 켜고 조명이 없을 때 부하를 끌 수 있습니다. 또한 광 감지기의 작동 방식을 선택하는 것은 애플리케이션 유형에 따라 다릅니다.

빛 감지 회로 프로젝트

이 섹션에서는 두 가지 유형의 광 감지 회로를 만드는 방법을 배웁니다. 첫 번째는 LDR과 OP-Amp를 사용하는 광검출기입니다. 그리고 두 번째 회로는 LDR과 트랜지스터를 이용한 광검출기입니다.

LDR 및 Op-Amp를 사용한 광검출기

OP 앰프

LDR의 중심 특징은 빛의 강도에 따라 저항이 변하는 방식입니다. 따라서 이 기능은 이 프로젝트에서 빛을 감지하고 LED를 켜는 데 도움이 될 것입니다.

또한 회로가 비교기 모드에서 연산 증폭기와 결합할 때 전압을 비교하여 높거나 낮은 출력을 생성하는 데 도움이 됩니다. 이 회로에 필요한 구성 요소는 다음과 같습니다.

• LDR
• 전선 연결
• LM358 연산 증폭기 IC
• 10KΩ 저항기
• 백색 LED
• 9v 전원 공급 장치
• 10KΩ 전위차계
• 220Ω 저항기
• 브레드보드

회로도

회로도

제작 방법

먼저 10KΩ 전위차계의 와이퍼 단자를 연산 증폭기의 반전 단자에 연결합니다. 그런 다음 LDR과 10KΩ 저항 사이에 연결 접합을 만듭니다. 결과적으로 출력을 OP-Amp에 공급하는 전위 분배기를 생성하게 됩니다.

또한 백색 LED와 220Ω 저항을 연결합니다. 그런 다음 9v 전원 공급 장치를 회로에 연결하고 작동하는지 테스트하십시오.

LDR에 빛을 비추면 저항이 감소해야 합니다. 그리고 반전 전압은 비 반전 전압보다 높아서 LED가 꺼진 상태로 유지됩니다.

LDR에 입사광이 없으면 저항이 더 높아집니다. 결과적으로 반전 전압은 비 반전 전압보다 낮습니다. 따라서 OP-Amp의 출력이 증가하고 LED가 켜집니다.

광 감지 회로:LDR 및 트랜지스터를 사용한 광 감지기

BC547C 트랜지스터

이전 회로를 구성할 OP-Amp가 없으면 대신 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. 여기에서 단일 트랜지스터가 광 감지 작업을 수행합니다.

따라서 더 보장된 출력 전류를 위해 Darlington 쌍을 사용할 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 단일 트랜지스터로 충분합니다. 이 회로에 필요한 구성 요소는 다음과 같습니다.

• BC547 NPN 트랜지스터
• 전선 연결
• 백색 LED
• 9v 전원 공급 장치
• 10k 옴 저항기
• 470옴 저항기
• 브레드보드

회로도

회로도

제작 방법

먼저 LDR을 브레드보드에 연결하고 트랜지스터의 베이스를 LDR의 핀 중 하나에 연결합니다.

그런 다음 LED를 브레드보드의 다른 쪽 끝에 있는 병렬 핀에 연결합니다. 다음으로 470옴 저항을 LED의 양극 단자(+ve)와 Breadboard의 양극 레일에 고정해야 합니다.

10k 저항을 트랜지스터 베이스와 브레드보드의 네거티브 레일(-ve)에 연결합니다. 다음으로 브레드보드의 네거티브 레일과 트랜지스터의 이미터 사이에 점퍼를 연결합니다.

마지막으로 9v 전원 공급 장치(9v 배터리 권장)를 브레드보드에 연결하고 회로를 테스트합니다.

작동 방식

이 프로젝트는 전체 조명, 중간 조명 및 조명 없음의 세 가지 조건에서 작동합니다.

완전한 조명 조건에서 LDR의 밝은 조명은 저항을 줄여 LED에서 희미한 빛을 냅니다. 따라서 중간 조명 조건에서 LDR에 대한 중간 수준의 설명은 중간 정도의 빛을 냅니다.

또한 빛이 없는 상태에서는 LDR의 저항이 증가합니다. 따라서 LED에 밝은 빛을 생성합니다. 또한 트랜지스터 베이스에 연결된 저항을 조정하여 LED의 밝기를 조절할 수 있습니다.

광 감지 회로: 광센서 회로의 응용

광 센서는 보안 경보 시스템, 가로등용 고감도 절전 장치, 가정 조명 제어 시스템, 태양열 고속도로 조명 시스템(낮에 자동 꺼짐)과 같은 다양한 애플리케이션에서 작동합니다.

보안 경보 시스템

기타 응용 분야로는 가전 제품의 자동 전환과 찬장 및 옷장의 조명 시스템이 있습니다.

빛 감지 회로:일몰에서 일출 조명 스위치

STS 조명 스위치는 LDR의 입사광에 따라 부하를 제어하기 위해 광 센서 회로를 사용합니다. 그리고 STS 조명 스위치는 여기에 나열된 다른 응용 프로그램 및 프로젝트와 다르게 작동합니다. 따라서 트랜지스터나 OP-Amp 대신 STS 조명 스위치는 쌍안정 모드에서 555 타이머 IC를 사용합니다.

그리고 LDR을 켜면 TRIAC를 사용하여 부하를 제어하는 ​​555 타이머 IC로 출력을 보냅니다. 그러면 센서가 일몰 동안 기어를 활성화하고 일출 동안 시작합니다.

반올림

광 센서 회로는 기본 전자 제품에서 다재다능하고 쉬운 프로젝트입니다. 다양한 LDR이 작동하는 방식에 대해 광범위하게 논의했으며 작업을 실행하는 데 필요한 구성 요소를 보여주었습니다. 따라서 프로젝트에 즉시 손을 대실 수 있습니다.

흥미롭게도 OP-Amp, 트랜지스터 및 555 타이머 IC와 함께 LDR을 사용할 수 있습니다.

가로등

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