Circuitos de detecção de luz:uma maneira fácil de detectar luz

Sensor de luz

Você está procurando construir um projeto que detecte a presença e ausência de luz? Então, ajudaria se você tivesse um circuito de detecção de luz. Curiosamente, é um projeto fácil que é amigável para iniciantes. Além disso, o dispositivo pode detectar facilmente a intensidade da luz em um ambiente. Além disso, você pode usar um circuito de detecção de luz como um circuito de controle. Mas a tarefa fica confusa quando você precisa escolher o detector de luz mais adequado.

A boa notícia é:este artigo cobre tudo o que você precisa sobre a construção de um circuito de detecção de luz e muito mais. Então, aguenta aí.

O que é um circuito detector de luz?

Sensor de luz

Um detector de luz ou circuito sensor é um dispositivo capaz de detectar a intensidade da luz. Além disso, o dispositivo gera um sinal de saída que mostra a potência da luz medida.

Sensores de luz podem medir a energia radiante presente em cada espectro de luz. Além disso, mede diferentes frequências de luz que variam de:

• Luz infravermelha
• Luz visível 
• Luz ultravioleta

Sensores de luz infravermelha

Fonte:Pixabay

O detector de luz também converte a energia luminosa (visível ou não) em sinais elétricos de saída. Dito isso, você também pode se referir aos sensores de luz como “dispositivos fotoelétricos”.

O que mais?

É possível usar a saída elétrica de um circuito de sensor de luz para controlar outros cursos. Mas é crucial ter circuitos de carga elétrica ou aparelhos como lâmpadas, ventiladores ou luzes de rua.

Tipos de sensores de luz

Antes de construir seu circuito de detecção de luz, é fundamental conhecer o sensor de luz ideal. Existem duas categorias principais de dispositivos fotoelétricos. O primeiro gera eletricidade ao detectar a luz. Em comparação, a segunda categoria pode alterar algumas propriedades elétricas.

Assim, temos os seguintes tipos de sensores de luz:

Células fotoemissivas 

Esses dispositivos fotográficos geram elétrons livres de um material sensível à luz, como o césio. Uma célula fotoemissiva só gera elétrons quando atingida por um próton com energia suficiente.

Além disso, o nível de energia de um próton depende de sua intensidade de luz. Portanto, quanto maior a potência, mais energia um próton converterá luz em energia elétrica.

Células fotovoltaicas

Sensores com células fotovoltaicas podem gerar energia elétrica igual à energia luminosa que recebe.

Além disso, dois materiais semicondutores unidos podem receber energia luminosa e criar aproximadamente 0,5v. Além disso, o selênio é uma célula fotovoltaica prontamente disponível que funciona na maioria das células solares.

Dispositivos de junção de fotos

Fotodiodos ou fototransistores são exemplos típicos de dispositivos de fotojunção. Esses dispositivos usam a intensidade da luz para controlar o fluxo de buracos e elétrons em sua junção PN.

O design dos dispositivos de fotojunção funciona melhor para aplicações de detecção e penetração de luz. Além disso, esses dispositivos respondem apenas ao comprimento de onda do comprimento do incidente.

Células fotocondutoras

Sensores de luz com células fotocondutoras não geram eletricidade. Em vez disso, eles mudam suas propriedades físicas ao receber energia luminosa.

Além disso, o fotorresistor é um tipo comum de sensor fotocondutivo. E muda a resistência elétrica de acordo com as mudanças na intensidade da luz. Em outras palavras, os fotorresistores podem usar a energia da luz para controlar o fluxo de elétrons e a corrente que flui através dos elétrons.

O Light Dependent Resistor (LDR) é outro sensor fotocondutivo comumente usado. E os LDRs podem alterar sua resistência elétrica de milhares de Ohms para algumas centenas na presença de luz.

Resistor Dependente de Luz

Como funciona um circuito detector de luz

Quando há uma luz incidente no sensor LDR, ele fica com baixa resistência. Assim, a carga conectada ao circuito não receberá energia suficiente para ativar o dispositivo (ou seja, mantê-lo em estado desligado).

Assim, quando está escuro, a resistência do LDR aumenta para um nível que permite que a corrente flua pelo circuito. Como resultado, o transistor é ativado. E isso ajuda a fornecer energia suficiente para iniciar a carga.

Curiosamente, você pode reverter como o detector de luz funciona. Ou seja, você pode ligar a carga quando houver iluminação e desligá-la quando não houver nenhuma. Além disso, escolher como um detector de luz funciona depende do tipo de aplicação.

Projetos de circuitos de detecção de luz

Nesta seção, você aprenderá a construir dois tipos de circuitos de detecção de luz. O primeiro é um detector de luz que usa LDR e OP-Amp. Então, o segundo circuito é um detector de luz usando LDR e transistores.

Detetor de luz usando LDR e amplificador operacional

OP-Amp

A característica central de um LDR é como ele muda sua resistência dependendo da intensidade da luz. Portanto, esse recurso será útil neste projeto para detectar luz e acender um LED.

Além disso, quando o circuito se acopla a um Op-Amp no modo comparador, ele ajuda a gerar saída alta ou baixa comparando as tensões. Aqui estão os componentes que você precisa para este circuito:

• LD
• Conexão de fios
• LM358 OP-Amp IC
• Resistor de 10 KΩ
• LED branco
• Fonte de alimentação de 9v
• Potenciômetro de 10 KΩ
• Resistor de 220 Ω
• Breadboard

Diagrama de circuito

Diagrama de circuito

Como construir

Primeiro, conecte o terminal limpador do potenciômetro de 10 KΩ ao terminal inversor do Op-Amp. Em seguida, crie uma junção de conexão entre o LDR e o resistor de 10 KΩ. Como resultado, você criará um divisor de potencial que alimenta a saída para o OP-Amp.

Além disso, crie uma conexão entre o LED branco e o resistor de 220 Ω. Em seguida, conecte sua fonte de alimentação de 9v ao circuito e teste para ver se funciona.

Quando você ilumina o LDR, ele deve diminuir sua resistência. E a tensão inversora será maior que a tensão não inversora, o que mantém o LED desligado.

Se não houver luz incidente no LDR, ele terá uma resistência maior. Como resultado, a tensão inversora será menor do que a tensão não inversora. Assim, a saída do OP-Amp será aumentada e acenderá o LED.

Circuitos de detecção de luz:detector de luz usando LDR e transistores

Transistor BC547C

Se você não tiver um OP-Amp para construir o circuito anterior, poderá usar um transistor. Aqui, um único transistor realizará a operação de detecção de luz.

Assim, você pode usar um par Darlington para uma corrente de saída mais garantida. Mas na maioria dos casos, um único transistor será suficiente. Aqui estão os componentes que você precisa para este circuito:

• Transistores NPN BC547
• Conexão de fios
• LED branco
• Fonte de alimentação de 9v
• Resistor de 10k Ohm
• Resistor de 470 Ohm
• Breadboard

Diagrama de circuito

Diagrama de circuito

Como construir

Primeiro, conecte seu LDR à Breadboard e a base do seu transistor a um dos pinos do LDR.

Em seguida, conecte seu LED aos pinos paralelos na outra extremidade da Breadboard. Em seguida, você deve prender seu resistor de 470 ohms ao terminal positivo do LED (+ve) e ao trilho positivo da Breadboard.

Conecte seu resistor de 10k à base do transistor e ao trilho negativo da Breadboard (-ve). Em seguida, junte alguns jumpers entre o trilho negativo da Breadboard e o emissor do transistor.

Por fim, conecte sua fonte de alimentação de 9v (de preferência uma bateria de 9v) à Breadboard e teste seu circuito.

Como funciona

O projeto trabalha com três condições:luz total, luz média e sem luz.

Para a condição de luz completa, qualquer iluminação brilhante no LDR reduziria sua resistência – resultando em um brilho fraco do LED. Assim, em uma condição de luz média, uma descrição de nível médio do LDR resultaria em um brilho médio.

Além disso, em uma condição sem luz, a resistência do LDR aumenta. Assim, ele gera um brilho brilhante no LED. Além disso, você pode regular o brilho do LED ajustando o resistor conectado à base do transistor.

Circuitos de detecção de luz: Aplicações do circuito do sensor de luz

Os sensores de luz funcionam em diferentes aplicações, como sistemas de alarme de segurança, economizadores de energia de alta sensibilidade para luzes de rua, sistemas de controle para iluminação doméstica e um sistema de iluminação solar de rodovias (para desligamento automático durante o dia).

Sistema de alarme de segurança

Outras aplicações incluem comutação automática para eletrodomésticos e sistemas de iluminação para armários e guarda-roupas.

Circuitos de detecção de luz:interruptor de iluminação do pôr-do-sol ao nascer do sol

Os interruptores de iluminação STS usam circuitos de sensores de luz para controlar sua carga com base na luz incidente no LDR. E o interruptor de iluminação STS funciona de forma diferente das outras aplicações e projetos listados aqui. Assim, em vez de transistores ou um OP-Amp, o interruptor de iluminação STS usa um IC de temporizador 555 no modo biestável.

E quando você ilumina o LDR, ele envia saída para o IC do temporizador 555 que usa um TRIAC para controlar a carga. Em seguida, o sensor ativará a marcha durante o pôr do sol e a iniciará durante o nascer do sol.

Arredondando

O circuito sensor de luz é um projeto versátil e fácil em eletrônica básica. Discutimos extensivamente como funcionam os diferentes LDRs e mostramos os componentes necessários para fazer as coisas funcionarem. Portanto, você pode experimentar o projeto imediatamente.

Curiosamente, você pode usar um LDR com um OP-Amp, transistores e 555 timer IC.

Luzes de rua

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