Sensores de Luz Revelados: Como Funcionam, Tipos e Usos Práticos

Geralmente, sensores de luz convertem energia luminosa em energia elétrica e são aplicáveis em vários 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 luminosa como infravermelho ou luz visível) em sinais elétricos (elétrons).

A saída de sinal elétrico frequentemente indica a intensidade da luz após medir a 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 de luz 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 seguinte.

Tipos de Sensores de Luz

Eles incluem os seguintes.

Fotorresistores (LDR)

(fotorresistores)

Resistores dependentes de luz (LDRs) (fotorresistores) são os principais sensores de luz aplicáveis em circuitos de sensor de luz.

Os componentes que compõem fotorresistores são células de sulfeto de cádmio que são materiais fotocondutivos de alta resistência. Adicionalmente, as células têm alta sensibilidade a infravermelho próximo e luz visível.

Princípio de funcionamento

Frequentemente, um fotorresistor funciona similarmente a um resistor regular. No entanto, a mudança de resistência elétrica em fotorresistores depende da quantidade de luz exposta a eles.

Portanto:

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

Na maioria das vezes, você notará o princípio de funcionamento acima em aplicações como lâmpadas de rua. Em tais casos, há menor resistência devido à maior intensidade de luz, logo, sem produção de luz durante o dia.

Fotodiodos

(fotodiodo)

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

Diferente dos fotorresistores que funcionam dependendo de mudança de resistência, fotodiodos têm uma adaptação complexa à luz. Eles, em vez disso, mudam níveis de luz em fluxo de corrente elétrica.

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

Princípio de funcionamento

Após um feixe de luz atingir um fotodiodo, elétrons se soltam. Consequentemente, há formação de lacunas de elétrons permitindo o fluxo de corrente elétrica.

Nota: A corrente elétrica é diretamente proporcional ao brilho da luz. Assim, luz mais brilhante culmina em corrente elétrica mais forte.

Aplicações

Devido ao seu princípio de funcionamento, serve principalmente para 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 aplicações de detector de fumaça e tocadores de disco compacto.
• Sistemas de energia solar como painéis solares com células solares de silício policristalino para alimentar casas e placas de sinalização.

Fototransistores

(fototransistor de tensão)

Idealmente, um fototransistor é um amplificador e um fotodiodo com ganho de corrente. O amplificador é um transistor bipolar NPN com grande região de base eletricamente não conectada. Mas, alguns podem ter conexão elétrica para regular sensibilidade à luz. Além disso, a carcaça externa da maioria dos fototransistores tem lente clara ou é transparente para concentrar luz na junção da base.

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

Seu princípio de funcionamento é similar ao de um fotodiodo.

Aplicações estão em controle remoto 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.

(sensor CMOS fotográfico e tela LCD)

Componentes necessários

• Placa Arduino
• Grove base shield
• Grove-LED bar
• Grove-sensor de luz

Passos de hardware para seguir no circuito do sensor de luz

• Comece conectando o grove-sensor de luz à porta AO do grove-base shield.
• Então, conecte o grove-LED bar à porta D2 do grove base-shield. Você também pode conectar seu grove-sensor de luz diretamente à placa Arduino.

(Placa Arduino)

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

Conclusão

Sensores de luz são dispositivos passivos que melhoraram padrões de vida pois têm muitas aplicações. Isso é tudo que temos hoje para sensoriamento de luz. Se precisar de esclarecimentos, pode sempre nos contatar.