۰

از خیابان تا دستگاه های امنیتی: رازهای کنترل نور با مقاومت LDR

بازدید 40

مقاومت چیست ؟

یک قطعه ای است که وظیفه آن کاهش ولتاژ و جریان الکتریکی است که در لینک مقاومت چیست و انواع مقاومت ها مفصل در مورد انواع مقاومت ها توضیح دادیم حتما مطالعه کنید.

LDR هم یک نوع مقاومت متغیر است یعنی مقدار آن ثابت نیست بلکه با تغییرات میزان نور محیط مقدار آن تغییر میکند و با کمک این تغییرات میشه کلی تجهیزات کنترل نور را بسازیم.

مثل فوتوسل که اکثرا این قطعه را تو خیلی جاها که میخواهند لامپ ها تو شب روشن بشوند از این قطعه استفاده میکنند که داخل فتوسل یک مدار هست، که سنسور روشنایی این مدار LDR هست.

 

مدار داخلی فوتوسل مدار خیلی راحتی دارد که در ادامه این مدار را تحلیل میکینم.

تو گوشی های قدیمی برای کنترل نور محیط از LDR استفاده میشه.البته در گوشی های جدید از فوتو دیود و فوتو ترانزیستور به عنوان سنسور نور استفاده میشود.

LDR سرعت پاینی دارد و قدرت تشخیص طول موج مشخص را هم ندارد ولی به دلیل قیمت ارزان در تجهیزات ارزان قیمت که سرعت و فرکانس نور برای ما مهم نیست از LDR به عنوان سنسور استفاده میشود.

البته تا حدودی میشه شدت نور را با LDR اندازه گرفت ولی برای تشخیص طول موج نور(مثلا رنگ نور یا مخابرات نوری یا همان فیبر نوری) و شدت نور با دقت بالا بهتر است از فوتو دیود و فوتو ترازیستور استفاده شود.

مقاومت LDR چگونه کار میکند؟

خیلی راحت هست کافی به ساختار نیمه هادی ها و قوانین جذب نور آشنا باشیم که در ادامه مفصل توضیح میدهیم.

قبل از ادامه متن توصیه میکنم حتما متن دیود چیست را بخوانید آنجا به صورت مفصل در مورد نیمه هادی نوع P , N توضیح دادیم 

وقتی یک نیمه هادی مثل سیلیکن بهش ماده ناخالصی از ردیف 5 تناوبی (مثلا فسفر) دارای الکترون های اضافی میشه که باعث میشه مقاومتش کاهش پیدا کند.

هرچه قدر تعداد ناخالصی ها (مثلا فسفر)بیشتر باشد تعداد الکترون ها بیشتر و مقدار مقاومت نیمه هادی کاهش میابد.

خوب تا اینجا متوجه شدیم که چه جوری یک سیسلیکون با اضافه کردن ناخالصی تبدیل به یک مقاومت با مقدار مشخص میشه. حالا سوال اینجا هست چه جوری این مقاومت را وابسته با نور کنیم یعنی کاری کنیم که با تابش نور مقدار مقاومت تغییر کند (مقدارش کاهش پیدا کند).

  • اینجا یک قانونی هست که میگه با تابش نور به خاطر برخورد فوتون های نور، باعث آزاد شدن الکترون های آزاد می شود.در نتیجه مقدار مقاومت نیمه های نوع N وقتی نور بهش برخورد میکنه داخلش الکترون آزاد میشه و در نتیجه مقدار مقاومت کاهش پیدا میکنه و از همین قانون برای ساخت LDR استفاده می شود.

ساختار LDR چگونه است؟

خوب پس الان ساختار داخلی LDR مشخص شد مثل شکل پایین

مقاومت LDR

همانطور که میبیند LDR از یک زیر لایه سلیکونی (قسمت صورتی رنگ )که اتم P به روی آن نشست داده شده است تا نیمه هادی نوع N ساخته شود (قسمت آبی رنگ )و با تابش نور به قسمت N مقاومت آن کاهش میبابد و مقدار مقاومت کاهش میبابد در محل اتصال فلزی پایه های مقاومت LDR هم ناخالصی را افزایش میدهند(دو قسمت قرمز رنگ) تا ناخالصی N با فلز پیوند دیودی فلز نیمه هادی تشکیل ندهد.

حالا با تابش نور به نیمه هادی N مقاومت بین دو اتصال فلزی کاهش میابد و با اندازه گیری مقاومت به راحتی میزان نور محیط اندازه گیری میشود.

حالا چه جوری با کاهش مقاومت LDR مدار حساس به نور بسازیم ؟

خیلی راحت هست قبل از هر چیز حتما حتما متن سوئچینگ ترازیستور را مطالعه کنید 

خوب به راحتی با ترانزیستور میتوانم مداری بسازیم که به نور محیط حساس باشد.

نکته : باز هم میگیم با LDR نمیشه سنسور نوری ساخت که طول موج مشخصی را نشان دهد فقط میتوان شدت نور یا وجود و عدم وجود نور را تشخیص داد.

مقاومت LDR

این مدار ساده ترین نوع مدار هست همانطور که میبینید وقتی نور به LDR میخورد مقدار مقاومت LDR کاهش میابد و باعث میشود ترانزیستور به ناحیه وصل برود و اسپیکر روشن شود.ولی وقتی نور به LDR نمی تابد مقدار مقوامت آن با مقدار مقاومت پتانسیومتر بالا برابر است و ترانزیستور در ناحیه وصل نیست.پس خیلی راحت میتوان با تنظیم مقدار مقاومت پتانسیومتر کاری کرد که مدار در میزان نورهای مشخصی فعال شود.

اگر هم بخواهیم با کمک LDR یک فوتوسل بسازیم که بتوانیم لامپ یا LED برق شهر را با آن کنترل کنیم از مدار زیر استفاده میکینم.

 

عملکرد مدار بالا دقیقا مثل مدار قبل است با این تفاوت که ترانزیستور توانایی کلید زنی برق 220 ولت را ندارد به همین دلیل از رله استفاده میکینم.

در لینک رله چیست و چه کاربردی دارد در مورد انواع رله مفصل توضیح دادیم.(حتما مطالعه کنید)

وقتی ترانزیستور به ناحیه وصل می رود و جریان در کلکتور برقرار میشود رله فعال میشود و دیود هرزگرد هم برای محافظت از ترانزیستور استفاده میشود تا به ترانزیستور هنگام خاموش و روشن شدن رله آسیب نرسد.

حتما متن دیود هرزگزد را بخوانید 

و خیلی راحت با کمک پتانسیومتر میتوانیم میزان حساسیت LDR به نور را تنظیم کنیم.

نتیجه گیری :

این روزها در مدارهای سرعت بالا و حساس به طول موج طیف نوری از LDR استفاده نمیشود و بیشتر از فوتو دیود و فوتو ترازیستور استفاده میشود ولی در گوشی های قدیمی مثل نوکیا N70 و… از LDR به عنوان سنسور نور استفاده میشد و هنوز در مدارهایی که هدف آن تشخیص شدت نور است و هزینه مهم است هنوز از LDR استفاده میشود.

در دوره های آموزش تعمیرات موبایل که در آموزشگاه فیدار برگذار میگردد تمام نکته ها و تکنیک های تعمیرات موبایل به صورت کامل و تخصصی به ما آموزش داده میشود.برای شرکت در دوره ها به لینک آموزشگاه تعمیرات موبایل شیراز فیدار مراجعه کنید و برای مشاهده  آموزش ها و تکنیک رایگان تعمیرات موبایل به کانال یوتیوب fidarteam ، آپارات fidarteam و اینستگرام ما به آدرس fidarteam مراجعه کنید.

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سوال داری کلیک کن
تماس با ما در واتساپ
گروه مشاوره آموزشگاه فیدار
برای مشاوره رایگان تو واتساپ کلیک کن