التحكم في الإنارة الخارجية والشوارع ، الأجهزة المنزلية ، إلخ ، يدويًا بشكل نموذجي. التشغيل اليدوي ليس محفوفًا بالمخاطر فحسب ، بل يتسبب أيضًا في إهدار الطاقة بسبب إهمال موظفي التشغيل وأيضًا الظروف غير العادية في مراقبة هذه الأجهزة الكهربائية. ومن ثم ، باستخدام دائرة مستشعر الضوء ، يمكننا بسهولة تشغيل الأحمال لأنها تسهل التبديل التلقائي للأحمال. في هذه المقالة ، دعونا نناقش بإيجاز حول كيفية عمل دائرة استشعار الضوء التلقائي.
ما هو المجس؟
أنواع المستشعرات
قبل مناقشة مستشعر الضوء ، أولاً وقبل كل شيء ، دعنا نناقش ما هو جهاز الاستشعار . يمكن تسمية الجهاز المستخدم لاكتشاف التغيير في الكميات أو الأحداث وتوليد النواتج بشكل مناسب على أنه جهاز استشعار. يوجد أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار مثل مستشعر الحريق ، مستشعر الموجات فوق الصوتية ، مستشعر الضوء ، جهاز استشعار درجة الحرارة ، مستشعر الأشعة تحت الحمراء ، مستشعر اللمس ، مستشعر الرطوبة ، مستشعر الضغط ، وما إلى ذلك.
ما هو مستشعر الضوء؟
يُطلق على النوع الخاص من المستشعرات الذي يعمل على أساس شدة ضوء النهار (الضوء الاصطناعي أيضًا) اسم مستشعر الضوء. هناك أنواع مختلفة من أجهزة استشعار الضوء مثل الخلية الكهروضوئية ، الترانزستور الضوئي ، المقاوم الضوئي ، الأنبوب الضوئي ، الأنبوب الضوئي ، الثنائي الضوئي ، الجهاز المزدوج الشحنة ، إلخ. ولكن، المقاوم المعتمد على الضوء (LDR) أو المقاوم الضوئي هو نوع خاص من مستشعر الضوء يستخدم في دائرة مستشعر الضوء الأوتوماتيكي. هذه المقاومات التي تعتمد على الضوء سلبية ولا تنتج أي طاقة كهربائية.
LDR - المقاوم المعتمد على الضوء
لكن مقاومة المقاوم المعتمد على الضوء تتغير مع تغير شدة ضوء النهار (بناءً على الضوء المضاء على LDR). يمكن استخدام LDR في البيئات الخارجية المتسخة والخشنة أيضًا ، حيث إنها متينة بطبيعتها. وبالتالي ، للإضاءة الخارجية و دوائر إنارة الشوارع الأوتوماتيكية يُفضل LDR مقارنة بأجهزة استشعار الضوء الأخرى.
مقاومة LDR مع تغير شدة الضوء
LDR هو ملف مقاومة متغيرة ومقاومتها تتحكم فيها شدة الضوء. تُستخدم مادة أشباه الموصلات عالية المقاومة وكبريتيد الكادميوم (التي تظهر الموصلية الضوئية) لتصميم مقاومات تعتمد على الضوء.
مقاومة LDR مقابل كثافة الضوء
في الليل ، إذا انخفض الضوء المضاء على مستشعر LDR ، فإن مقاومة LDR ترتفع جدًا (حوالي بضعة ميغا أوم). في النهار ، إذا كان الضوء مضيئًا على LDR ، فإن مقاومة LDR تنخفض (حوالي بضع مئات من أوم). ومن ثم ، فإن مقاومة LDR والضوء المضاء على LDR يتناسبان عكسياً مع بعضهما البعض ويمثل الرسم البياني أعلاه تناسبهما العكسي.
يوجد محطتان في LDR على غرار المقاوم الطرفي العام ، لكن LDR يتكون من تصميم على شكل موجة في الأعلى. العيب الرئيسي لـ LDR هو ، بغض النظر عن طبيعة الضوء ، أن المقاوم المعتمد على الضوء يكون حساسًا للضوء المضاء عليه (سواء كان ضوءًا طبيعيًا أو صناعيًا).
ما هي دائرة مستشعر الضوء؟
يمكن استخدام دائرة مستشعر الضوء الأوتوماتيكي للتحكم في الأجهزة الكهربائية مثل الضوء ، والمروحة ، والمبرد ، ومكيف الهواء ، وإنارة الشوارع ، وما إلى ذلك ، تلقائيًا. يمكن التخلص من القوى العاملة للتحكم في تشغيل الأحمال أو تبديلها باستخدام دائرة مستشعر الضوء الأوتوماتيكية هذه التي تعمل على أساس شدة ضوء النهار الساقط على مستشعر الضوء. وبالتالي ، يمكننا أن نطلق عليها دائرة استشعار الضوء التلقائي.
تعتبر الطريقة التقليدية للتحكم في أضواء الشوارع على الطرق السريعة عملية محفوفة بالمخاطر وتسبب أيضًا هدرًا في الطاقة.
الآن ، دعونا نناقش كيفية عمل دائرة مستشعر الضوء. يمكن تصميم دائرة مستشعر الضوء الأوتوماتيكي باستخدام مختلف المكونات الكهربائية والإلكترونية . المكونات الرئيسية المستخدمة في هذه الدائرة هي مستشعر الضوء (LDR) وترانزستورات زوج دارلينجتون ومرحل. قبل المناقشة حول تشغيل دائرة مستشعر الضوء ، يجب أن نعرف عمل المكونات المختلفة المستخدمة في تصميم دائرة مستشعر الضوء الأوتوماتيكي.
زوج دارلينجتون
دارلينجتون زوج الترانزستور
يُطلق على الترانزستورين المتصلين من الخلف إلى الخلف زوج دارلينجتون. هذه زوج دارلينجتون الترانزستور يمكن اعتباره ترانزستورًا واحدًا له مكاسب تيار عالية جدًا. بشكل عام ، إذا كان الجهد الأساسي أكبر من 0.7 فولت ، فسيتم تشغيل الترانزستور. ولكن ، إذا اعتبرنا زوجًا من دارلينجتون ، حيث يلزم تشغيل ترانزستورين ، يجب أن يكون الجهد الأساسي 1.4 فولت.
تناوب
تناوب
تتابع يلعب دور رئيسي في دائرة مستشعر الضوء الأوتوماتيكي لتنشيط الأجهزة الكهربائية أو توصيل الحمل بدائرة مستشعر الضوء الأوتوماتيكي مع أنابيب التيار المتردد. بشكل عام ، يتكون التتابع من ملف يتم تنشيطه عندما يحصل على إمدادات كافية.
عملية تشغيل دائرة مستشعر الضوء العملية
عملية تشغيل دائرة مستشعر الضوء العملية
إذا وقع ضوء النهار على LDR (نهارًا) ، فسيكون لدى LDR مقاومة منخفضة جدًا (بضع 100 أوم). وبالتالي ، يمر مصدر الطاقة إلى الأرض من خلال LDR والمقاوم. هذا يرجع إلى مبدأ مسار المقاومة المنخفض الحالي. لذلك ، لا يحتوي ملف الترحيل على مصدر طاقة كافٍ للحصول على إمداد كافٍ للحصول على الطاقة مما يؤدي إلى بقاء الحمل في حالة إيقاف تشغيل الحالة.
وبالمثل ، إذا حل الظلام على LDR ، فسيكون LDR ذو مقاومة عالية (بضعة ميغا أوم). ومن ثم ، لا يتدفق التيار (أو أقل جدًا) من خلاله بسبب المقاومة العالية جدًا لـ LDR. الآن ، يتسبب تدفق التيار عبر مسار المقاومة المنخفضة في زيادة جهد قاعدة ترانزستور زوج دارلينجتون إلى أكثر من 1.4 فولت. وبالتالي ، يتم تنشيط ملف الترحيل ويتم تشغيل الحمل أثناء الليل.
التطبيقات العملية لدائرة مستشعر الضوء
يمكن استخدام دائرة مستشعر الضوء الأوتوماتيكي لتصميم العديد من العمليات المشاريع القائمة على الأنظمة المدمجة . يمكن إدراج عدد قليل من المشاريع القائمة على دوائر استشعار الضوء كنظام إضاءة للطرق السريعة بالطاقة الشمسية مع إيقاف تشغيل تلقائي في النهار ، ونظام إنذار أمني بواسطة الاستشعار الكهروضوئية ، مفتاح الإضاءة من غروب الشمس إلى شروقها ، تمكن Arduino من إدارة موفر الطاقة المستند إلى LDR عالي الحساسية لنظام التحكم في إضاءة الشوارع ، إلخ.
المساء التلقائي على ضوء الصباح
تشغيل تلقائي للضوء في الصباح
ال الغسق التلقائي لضوء الفجر يعمل على أساس مستشعر الضوء LDR. تقوم دائرة مستشعر الضوء من الغسق حتى الفجر بإيقاف الحمل تلقائيًا أثناء الصباح (حيث يسقط ضوء النهار على LDR). وبالمثل ، أثناء المساء (مع حلول الظلام على LDR) يتم تشغيل الحمل تلقائيًا.
هل أنت مهتم بالتصميم مشاريع الإلكترونيات لوحدك؟ لا تتردد في الاتصال بنا للحصول على أي مساعدة فنية تتعلق بالمشاريع الكهربائية والإلكترونية من خلال نشر تعليقاتك واقتراحاتك وأفكارك واستفساراتك في قسم التعليقات أدناه.
