Sensores de luz – Princípios de funcionamento, tipos e aplicação

Geralmente, os sensores de luz convertem a energia luminosa em energia elétrica e são aplicáveis ​​em diversos setores, como dispositivos inteligentes, agricultura e segurança.

Hoje, discutiremos os vários tipos de sensores de luz e seus princípios de funcionamento.

O que são sensores de luz?

Sensores de luz são dispositivos fotoelétricos passivos que convertem fótons (energia de luz como infravermelho ou luz visível) em sinais elétricos (elétrons).

A saída do sinal elétrico geralmente indica a intensidade da luz após a medição da energia radiante em uma faixa espectral de luz.

Como funcionam os sensores de luz?

O princípio de funcionamento para todos os tipos de sensores de luz é a geração de tensão/corrente em resposta a uma energia luminosa de entrada. No entanto, eles notavelmente têm diferentes modos de operação.

Agora, vamos ver a variedade de princípios de funcionamento em sensores de luz específicos na seção a seguir.

Tipos de sensores de luz

Eles incluem o seguinte.

Fotoresistores (LDR)

(fotoresistores)

Resistores dependentes de luz (LDRs) (fotoresistores) são os principais sensores de luz aplicáveis ​​em circuitos de sensores de luz.

Os componentes que compõem os fotorresistores são células de sulfeto de cádmio que são materiais fotocondutores de alta resistência. Além disso, as células têm alta sensibilidade à luz infravermelha e visível.

Princípio de funcionamento

Muitas vezes, um fotorresistor funciona de forma semelhante a um resistor regular. No entanto, a mudança de resistência elétrica em fotoresistores depende da quantidade de luz exposta a eles.

Portanto;

• Há uma maior resistência entre as células de sulfeto de cádmio se houver baixa intensidade de luz de uma fonte de luz. E vice-versa.

Principalmente, você notará o princípio de funcionamento acima em aplicações como lâmpadas de rua. Nesses casos, há menor resistência devido à maior intensidade de luz, portanto, não há produção de luz durante o dia.

Fotodiodos

(foto-diodo)

Fotodiodos ou fotossensores são nosso segundo tipo de sensor de luz.

Ao contrário dos fotorresistores que funcionam dependendo da mudança de resistência, os fotodiodos têm uma adaptação complexa à luz. Em vez disso, eles mudam os níveis de luz em um fluxo de corrente elétrica.

Os fabricantes fazem fotodiodos de materiais de germânio e silício. Os sensores também possuem áreas de superfície, lentes embutidas e filtros ópticos.

Princípio de funcionamento

Depois que um feixe de luz atinge um fotodiodo, os elétrons se soltam. Consequentemente, há a formação de buracos de elétrons permitindo o fluxo de corrente elétrica.

Observação; A corrente elétrica é diretamente proporcional ao brilho da luz. Assim, a luz mais brilhante culmina em uma corrente elétrica mais forte.

Aplicativos

Devido ao seu princípio de funcionamento, adapta-se principalmente a aplicações com mudanças rápidas de resposta à luz.

Os exemplos incluem;

• Em aplicações médicas, como equipamentos para fins de análise e medição.
• Em eletrônicos de consumo, como detectores de fumaça e leitores de discos compactos.
• Sistemas de energia solar, como painéis solares com células solares feitas de silício policristalino para alimentar casas e sinais de trânsito.

Fototransistores

(fototransistor de tensão)

Idealmente, um fototransistor é um amplificador e um fotodiodo com ganho de corrente. O amplificador é um transistor NPN bipolar com uma grande região de base eletricamente desconectada. Mas, alguns podem ter a conexão elétrica para regular a sensibilidade à luz. Além disso, o invólucro externo da maioria dos fototransistores possui uma lente transparente ou transparente para concentrar a luz na junção da base.

A amplificação adicional resulta em maior sensibilidade à luz (até 50 ou 100 vezes) em fototransistores. No entanto, em comparação com os fotodiodos, sua sensibilidade a um baixo nível de luz é insuficiente.

Seu princípio de funcionamento é semelhante ao de um fotodiodo.

Aplicativos estão no controle remoto do tipo TV, sensores de feixe de luz e optoisoladores.

Diagrama de circuito de um optoisolador  

Como usar um sensor de luz com Arduino?

Mostraremos como incorporar um sensor de luz com um Arduino.

(foto sensor CMOS e tela LCD)

Componentes necessários

• Placa Arduino
• Proteção da base do bosque
• Barra de LED Grove
• Sensor de luz do bosque

Etapas de hardware a serem seguidas para o circuito do sensor de luz

• Comece conectando o sensor grove-light à porta AO do shield grove-base.
• Em seguida, conecte a barra grove-LED à porta D2 do grove base-shield. Você também pode conectar seu sensor de grove-light diretamente à placa Arduino.

(placa Arduino)

• Em terceiro lugar, conecte seu shield grove-base ao Arduino.
• Finalmente, use um cabo USB para conectar o Arduino a um PC.

Conclusão

Os sensores de luz são dispositivos passivos que melhoraram os padrões de vida, pois têm muitas aplicações. Isso é tudo o que temos hoje para detecção de luz. Se necessitar de esclarecimentos, pode sempre contactar-nos.