عادة ما يتم تشغيل وصيانة التحكم في الأضواء والأجهزة المنزلية يدويًا في عدة مناسبات. لكن عملية التحكم في الأجهزة قد تتسبب في إهدار الطاقة بسبب إهمال البشر أو ظروف غير عادية. للتغلب على هذه المشكلة يمكننا استخدام دائرة المقاوم المعتمدة على الضوء للتحكم في الأحمال على أساس شدة الضوء. LDR أو المقاوم الضوئي هو جهاز يتكون من مادة شبه موصلة عالية المقاومة. تقدم هذه المقالة نظرة عامة على ما هو LDR ، دارة المقاوم المعتمدة على الضوء وعملها .

مقاوم يعتمد على الضوء

بناء LDR

يتضمن بناء LDR مادة حساسة للضوء يتم وضعها على ركيزة عازلة مثل السيراميك. يتم وضع المادة في شكل متعرج من أجل الحصول على تصنيف الطاقة والمقاومة المطلوبين. تفصل منطقة التعرج المناطق المعدنية الموضوعة إلى منطقتين.

بناء LDR

حيث يتم إجراء الاتصالات الأومية إما على جانبي المنطقة. يجب أن تكون مقاومة جهات الاتصال أقل قدر ممكن للتأكد من أن المقاومة تختلف بشكل أساسي بسبب تأثير الضوء فقط. يتم تجنب استخدام مواد الرصاص والكادميوم لأنها ضارة بالبيئة.

مبدأ العمل للمقاوم المعتمد على الضوء

مبدأ العمل في LDR هو الموصلية الضوئية ، وهي ليست سوى ظاهرة بصرية. عندما تمتص المادة الضوء ، تقل موصلية المادة. عندما يسقط الضوء على LDR ، فإن الإلكترونات الموجودة في نطاق التكافؤ للمادة تتوق إلى نطاق التوصيل. ولكن ، يجب أن يكون للفوتونات الموجودة في الضوء الساقط طاقة أعلى من فجوة نطاق المادة لجعل الإلكترونات تقفز من نطاق إلى نطاق آخر (التكافؤ للتوصيل).

مبدأ عمل LDR

ومن ثم ، عندما يكون للضوء طاقة وافرة ، يتم تحفيز المزيد من الإلكترونات إلى نطاق التوصيل الذي يتدرج في عدد كبير من حاملات الشحنة. عندما يبدأ تأثير هذه العملية وتدفق التيار في التدفق أكثر ، تقل مقاومة الجهاز.

دائرة المقاوم المعتمد على الضوء

دائرة LDR عبارة عن دائرة إلكترونية مبنية باستخدام LDR ، مرحل ، زوج دارلينجتون ، الصمام الثنائي ، والمقاومات الموضحة في الرسم البياني أدناه. يتم توفير مصدر جهد للحمل

يتم توفير جهد التيار المستمر المطلوب لدائرة LDR من a دائرة مقوم الجسر أو بطارية. تقوم هذه الدائرة بتغيير مصدر التيار المتردد إلى تيار مستمر. تستخدم دائرة مقوم الجسر محولًا متدرجًا إلى تنحي الجهد من 230 فولت إلى 12 فولت. ترتبط الثنائيات في شكل جسر يستخدم لتغيير جهد التيار المتردد إلى تيار مستمر. ال منظم ضغط كهربي يستخدم لتغيير 12v DC-6v DC ، وبعد ذلك ، يتم توفير هذا الجهد DC للدائرة بأكملها. يجب الاحتفاظ بإمداد التيار المتردد بجهد 230 فولت لكل من مقوم الجسر والحمل باستمرار للتشغيل المستمر لدائرة مستشعر الضوء.

مخطط دائرة المقاوم المعتمد على الضوء

في الصباح ، يتمتع هذا المستشعر بمقاومة منخفضة تبلغ حوالي 100 درجة. وبالتالي ، يتدفق مصدر الطاقة عبر LDR والأرض من خلال المقاوم المتغير والمقاوم كما هو موضح في دائرة مستشعر الضوء أعلاه. هذا بسبب المقاومة التي يقدمها المقاوم المعتمد على الضوء في النهار أو عندما يسقط الضوء على LDR ، فإنه يكون أقل مقارنة بمقاومة الجزء المتبقي من دائرة المستشعر. نحن في حالة تأهب لمبدأ التيار ، أن تدفق التيار يتدفق دائمًا في مسار المقاومة المنخفضة.

لذلك ، لا يحصل ملف الترحيل على إمدادات كافية لتقويته. ومن ثم ، ينطفئ الضوء في وضح النهار. بنفس الطريقة ، أثناء الليل ، تزداد مقاومة LDR إلى قيمة عالية (20MΩ). وبالتالي ، بسبب المقاومة العالية لـ المقاوم ، تدفق التيار منخفض أو ما يقرب من الصفر. الآن ، تدفق التيار عبر حارة المقاومة المنخفضة بحيث يزيد الجهد الأساسي لزوج دارلينجتون ليصل إلى أكثر من 1.4 فولت. عندما يتم تشغيل ترانزستور دارلينجتون الزوجي ، يكتسب ملف الترحيل ما يكفي من الإمداد بالطاقة ، وبالتالي ، يتم تبديل الضوء في الليل.

تطبيقات LDR

المقاومات التي تعتمد على الضوء هي أجهزة بسيطة ومنخفضة التكلفة. يتم استخدام هذه الأجهزة عند الحاجة إلى الشعور بوجود الضوء وغيابه. تُستخدم هذه المقاومات كأجهزة استشعار للضوء وتشمل تطبيقات LDR بشكل أساسي المنبهات وأضواء الشوارع وعدادات شدة الضوء ودوائر الإنذار ضد السرقة. لفهم هذا المفهوم بشكل أفضل ، أوضحنا هنا مشروعًا واحدًا وهو الحفاظ على الطاقة لأضواء الشوارع التي يتم التحكم فيها باستخدام LDR.

الحفاظ على الطاقة لأضواء الشوارع التي يتم التحكم في شدتها باستخدام LDR

في الوقت الحاضر ، يتم إنارة الطرق السريعة من خلال مصابيح التفريغ عالي الكثافة ، ولكن استهلاك الطاقة لهذه الأضواء مرتفع وكذلك لا توجد آلية معينة لتشغيل / إطفاء الأضواء من شروق الشمس إلى غروبها. للتغلب على هذه المشكلة ، إليك طريقة بديلة باستخدام مصابيح LED ، أي الحفاظ على الطاقة لأضواء الشوارع التي يتم التحكم فيها باستخدام LDR.

شدة التحكم في ضوء الشارع باستخدام LDR بواسطة Edgefxkits.com

تم تصميم النظام المقترح للتغلب على عيوب مصابيح HID الحالية. يحدد النظام المقترح استخدام الثنائيات الباعثة للضوء كمصدر للضوء والتحكم في شدتها القابلة للتعديل وفقًا للمتطلبات. تستهلك هذه المصابيح طاقة أقل ، بالإضافة إلى العمر الافتراضي لهذه المصابيح ، وهو أكثر مقارنة بمصابيح HID التقليدية.

أهم ما يميز هذا المشروع أنه يمكن التحكم في شدة الضوء حسب الضرورة أثناء الليل ، وهو أمر غير ممكن في مصابيح التفريغ عالي الكثافة. يتم استخدام LDR لاكتشاف الضوء وتقل مقاومة LDR بشكل كبير وفقًا للضوء في وقت النهار ، والذي يتشكل كإشارة i / p إلى وحدة التحكم.

يتم استخدام مجموعة من مصابيح LED لإضاءة الشارع و متحكم باستخدامه في المشروع مبرمج مسبقا مع التعليمات التي تتحكم في شدة الضوء بناءً على إشارات تعديل عرض النبض المتولدة. تظل شدة الضوء مرتفعة أثناء الليل ، وبما أن حركة المرور على الطرق تميل إلى الانخفاض في ساعات الذروة ، تنخفض الكثافة أيضًا تدريجيًا حتى الصباح. أخيرًا ، يتم إطفاء مصابيح LED في الصباح في الساعة 6 صباحًا وتستمر مرة أخرى في الساعة 6 مساءً. ستستمر هذه العملية.

علاوة على ذلك ، يمكن تطوير هذا المشروع عن طريق مزجه بلوحة شمسية ، مما يغير شدة الطاقة الشمسية إلى الجهد المكافئ وتستخدم الطاقة الشمسية لتغذية الأضواء على الطرق السريعة.

وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بمبدأ العمل للمقاوم المعتمد على الضوء ومخطط دائرة LDR وتطبيقاته. نأمل أن يكون لديك مفهوم أفضل من خلال هذه المقالة. علاوة على ذلك ، فإن أي استفسارات بخصوص هذه المقالة أو مشاريع كهربائية وإلكترونية ، يرجى تقديم ملاحظاتك في قسم التعليقات أدناه. إليك سؤال لك ، ما هي وظيفة LDR؟

اعتمادات الصورة: