پروژه تشخیص دهنده نور با پل ویتستون و آپ امپ

سلام. پروژه تشخیص دهنده نور با پل ویتستون و آپ امپ LM741 + آموزش کامل را آماده کرده ایم.

آموزش تشخیص نور با پل ویتستون

شما میتوانید وسایل / لامپ ها را به صورت دستی خاموش کنید اما در صورتی فراموشی ، باعث اتلاف انرژی میشود. ما در این آموزش یک مدار تشخیص نور آنالوگ میسازیم. این مدار به نور حساس است و از LDR استفاده میکند. ما قبلا پروژه های فراوانی با LDR داشته ایم و در این پروژه میخواهیم از مفهوم پل ویتستون برای راه اندازی فتوسل LDR استفاده کنیم.

قطعات مورد نیاز

1. IC آپ امپ LM741
2. مقاومت نوری LDR
3. ترانزیستور BC547
4. مقاومت 10 کیلو اهم
5. مقاومت 330 اهم
6. باتری 9 ولت

سنسور LDR چیست ؟

سنسور LDR ، مقاومتی است که با تغییر نور مقاومت آن تغییر میکند. این حسگر در سایز های مختلفی تولید میشود :

سنسور های  LDR ، از مواد نیمه هادی ساخته شده اند تا بتوانند خاصیت حساس به نو داشته باشند. انواع مختلفی از مواد مورد استفاده وجود دارد، ولی سولفید کادمیوم محبوب ترین آن ها است. این LDR یا مقاومت نوری (عکسی) بر اساس اصل هدایت عکس کار میکنند.چیزی که این اصل میگوید این است که :

هر وقت نور به روی سطح LDR بیافتد، هدایت عنصر افزایش پیدا میکند و به عبارت دیگر ، مقاومت LDR وقتی که نور به سطح LDR برخورد میکند ، کاهش پیدا میکند، این ویژگی ماده نیمه هادی است که در سطح استفاده میشود. LDR اغلب برای تشخیص وجود نور یا اندازه گیری شدت نور استفاده میشود.

تقویت کننده LM341

آپ امپ LM741 یک تقویت کننده عملیاتی با برد بالا است. این یک تراشه کوچک است که دارای 8 پین است. یک تقویت کننده عملیاتی به عنوان یک مقایسه کننده استفاده می شود که دو سیگنال معکوس و غیر معکوس را با یکدیگر مقایسه می کند. پین 2 آپ امپ LM741 یک ترمینال ورودی معکوس است و PIN3 پایانه ورودی غیر معکوس است. پین خروجی PIN6 است.

Op-amp در اصل دارای یک مقایسه کننده ولتاژ است که دارای دو ورودی است، یکی ورودی معکوس و دوم ورودی غیر معکوس است. هنگامی که ولتاژ در ورودی غیر معکوس (+) بیشتر از ولتاژ در ورودی معکوس (-) باشد ، خروجی مقایسه گر زیاد است. و اگر ولتاژ ورودی معکوس (-) از انتهای غیر معکوس (+) بیشتر باشد ، خروجی آن کم است.

در مدار آشکارساز نور ، op-amp ولتاژ نقطه C و D را از طریق PIN3 و PIN2 مقایسه می کند، همانطور که می دانیم اگر ولتاژ در PIN3 بیشتر از PIN2 باشد خروجی در PIN6 زیاد خواهد بود و برعکس.

نحوه کار پروژه تشخیص نور با پل ویتستون

در اینجا نحوه کار پروژه و همچنین پل ویتستون را توضیح میدهیم.

نحوه کار پل ویتستون

همانطور که در پل Wheatstone می دانیم ، اگر اختلاف افت ولتاژ بین نقطه C و D صفر باشد ، نسبت مقاومت R1 و R2 برابر است با نسبت مقاومت R3 و R4 ، در جایی که R4 مقاومت ناشناخته است ، R1 و R2 شناخته می شوند مقاومت و R3 پتانسیلومتر است.

نحوه تشخیص نور با LDR و آپ امپ

در اینجا در مدار آشکارساز نور ما ، Wheatstone Bridge از یک LDR و پتانسیلومتر در بازوی اول و دو مقاومت 10k اهم در بازوی دوم تشکیل شده است. در هنگام افزایش نور در LDR ، مقاومت کم می شود و ولتاژ از طریق نقطه C در مقایسه با نقطه D افزایش می یابد.

از یک IC آپ امپ LM741 برای مقایسه ولتاژ نقطه C و D استفاده می شود ، اگر ولتاژ نقطه C بیشتر از نقطه D باشد ، op-amp خروجی را زیاد می کند و اگر نقطه D ولتاژ بیشتری داشته باشد آپ امپ خروجی را کم میکند.هنگامی خروجی op-amp زیاد است ، ترانزیستور و Led شروع به درخشش می کنند (به معنای حضور نور). و اگر کم باشد ، خروجی op-amp کم است و ترانزیستور در حالت خاموش (به معنی تاریکی است).

شماتیک مدار تشخیص نور با آپ امپ و پل ویتستون

در تصویر زیر شماتیک مدار تشخیص نور با آپ امپ و پل ویتستون را میبینید.