Circuito detector de luz usando ponte de wheatstone

“Os olhos percebem o que a mente vê.” Como este LDR (resistor dependente de luz), detecta se há alguma fonte de luz em sua faixa de detecção. É verdade que você pode desligar e ligar manualmente qualquer luz, mas às vezes o ser humano mostra um descuido que pode causar desperdício de eletricidade. Para contornar esse problema, vamos mostrar que como fazer um Circuito Detector de Luz (que ajuda a detectar a luz) e você pode adicionar um relé para operar os eletrodomésticos AC depende da sensação da luz. Embora já tenhamos criado algum circuito detector de luz, desta vez estamos usando o conceito de ponte de Wheatstone para operar o LDR.

Verifique nossos outros circuitos que usam LDR para detecção de luz:

• Detector escuro usando LDR e 555 Timer IC
• Raspberry Pi Emergency Light com Darkness e AC Power Line Off Detector
• Circuito indicador escuro e claro
• Luz de escada automática
• Poste de luz automático
• Circuito de alarme de segurança a laser

Componentes Requeridos

• LDR
• Transistor (BC547)
• LM741op-amp IC
• Potenciômetro (10k)
• Resistência (10k, 330ohm)
• Led (vermelho)
• Bateria (9v)

LDR (Resistor Dependente de Luz)

LDR é um tipo de resistor cuja resistência varia com a força da luz que incide sobre ele. É feito de um semicondutor chamado sulfeto de C admium. Quando está escuro, a resistência do LDR está em mega ou quilo ohms e, conforme a luz cai, ela muda sua resistência de mega ohms para algumas centenas de ohms. Significa simplesmente que a presença de luz diminui a resistência do LDR e é assim que ela é usada para prever o dia e a noite.

Trabalho de LDR

O LDR trabalha com o princípio da fotocondutividade, quando a luz incide na superfície do LDR então a resistência do LDR começa a diminuir a partir de um valor alto dele, no escuro a resistência do LDR está na faixa de Mega ohms e conforme o incidente de luz nele a resistência diminui para uma faixa de alguns ohms. Os elétrons da banda de valência saltam para a banda de condução, por terem alta energia de fótons na luz incidente do que no material semicondutor.

Características

• A resistência da célula é de 400 ohms a 9 kilo ohms, quando lux de 1000 a 10 é fornecido.
• No escuro, a resistência é de no mínimo um mega ohm.
• Com 2,8 a 18ms de tempo de subida e 48 a 120ms de tempo de queda.
• Tendo ampla gama de resposta espectral
• Econômico em custo
• Alta faixa de temperatura ambiente

Formulários

• Poste de luz automático
• Sensor de posição
• Medidores de intensidade de luz
• Circuitos de alarme contra roubo
• Usado junto com LED como detector de obstáculos
• Luzes automáticas de quarto

Op amp IC LM741

Um amplificador operacional é um amplificador de voltagem eletrônico de alto ganho acoplado a CC. É um pequeno chip com 8 pinos. Um amplificador operacional IC é usado como um comparador que compara os dois sinais, o sinal inversor e não inversor. No Op-amp IC 741 PIN2 é um terminal de entrada inversor e PIN3 é um terminal de entrada não inversor. O pino de saída deste IC é PIN6. A principal função deste CI é fazer operações matemáticas em vários circuitos.

O amplificador operacional basicamente tem um comparador de voltagem interno, que possui duas entradas, uma é a entrada inversora e a segunda é a entrada não inversora. Quando a tensão na entrada não inversora (+) é maior do que a tensão na entrada inversora (-), a saída do comparador é ALTA. E se a tensão da entrada inversora (-) for maior que a extremidade não inversora (+), a saída será BAIXA .

Em nosso circuito detector de luz, o IC do op-amp comparando a tensão do ponto C e D através do PIN3 e PIN2, respectivamente, como sabemos se a tensão no PIN3 for maior do que no PIN2, a saída no PIN6 será ALTA e vice-versa. À medida que a saída é ALTA, o Led começa a brilhar. Para obter a saída HIGH devemos ter luz incidente no LDR para reduzir sua resistência que aumenta a tensão no ponto C.

Transistor (BC547)

É um transistor NPN, a capacidade de amplificação também é boa como tendo um valor de ganho de 110 a 800. Ele permite 100mA de fluxo máximo de corrente através do pino coletor e o limite de corrente de entrada é de 5mA para o pino base para polarização. Como o pino da base é mantido aterrado, o transistor se move para a condição de polarização reversa e não conduz corrente através dele (que é o ponto de corte), já que a alimentação fornece ao pino da base, ele começa a conduzir através do emissor para o coletor (que é o ponto de saturação) A faixa de tensão normal através do coletor-emissor e do emissor-base é 200 e 900mV, respectivamente.

Em nosso circuito, o transistor funciona como uma chave para o LED. À medida que a saída do amplificador operacional é alta (significa que a luz está apontando para o LDR), que é então alimentado para a base do transistor, a corrente através do coletor para o emissor começa a fluir. Quando a saída do amplificador operacional é baixa (significa que está apagada), o transistor permanece na condição desligada nenhuma corrente flui através do coletor para o emissor até que a saída fique alta.

Número do PIN	Nome do Pin	Descrição
1	Colecionador	A corrente flui através do coletor
2	Base	Controla a polarização do transistor
3	Emissor	A corrente é drenada pelo emissor

Diagrama de circuito do detector de luz:

Trabalho de

Como sabemos na ponte de Wheatstone, se a diferença da queda de tensão é zero entre o ponto C e D, a razão da resistência R1 e R2 é igual à razão da resistência R3 e R4, onde R4 é a resistência desconhecida, R1 e R2 são conhecidos resistores e R3 é o potenciômetro.

Aqui em nosso diagrama de circuito detector de luz, a ponte de Wheatstone consiste em um LDR e um potenciômetro no primeiro braço e duas resistências conhecidas de 10k ohm no segundo braço. À medida que a luz incidente no LDR, sua resistência fica baixa e a tensão no ponto C aumenta em comparação com o ponto D.

Um op-amp IC LM741 é usado para comparar a tensão de ambos os pontos C e D, se a tensão do ponto C for maior do que o ponto D, então o op-amp dará alta saída e se o ponto D tiver mais tensão do que um op -amp dá saída baixa. Como a saída do amplificador operacional está alta, ele liga o transistor e o Led começa a brilhar (o que significa a presença de luz) e se estiver baixa, a saída do amplificador operacional está baixa e o transistor permanece desligado (o que significa que está escuro).