光检测电路：检测光的简单方法

光传感器

您是否正在寻找一个项目来检测光的存在和不存在？然后，如果你有一个光检测电路会有所帮助。有趣的是，这是一个对初学者友好的简单项目。此外，该设备可以轻松检测环境中的光强度。此外，您可以使用光检测电路作为控制电路。但是，当您必须选择最合适的光探测器时，任务就会变得混乱。

好消息是：本文涵盖了构建光检测电路所需的所有内容等等。所以，坚持住。

什么是光检测电路？

光传感器

光检测器或传感器电路是一种能够检测光强度的装置。此外，该设备还会生成一个输出信号，显示被测光的功率。

光传感器可以测量每个光谱中存在的辐射能量。此外，它还可以测量不同频率的光，范围包括：

• 红外线
• 可见光
• 紫外线

红外线传感器

来源：Pixabay

光检测器还将光能（可见或不可见）转换为电输出信号。也就是说，您也可以将光传感器称为“光电设备”。

还有什么？

使用光传感器电路的电气输出来控制其他路线是可能的。但是，拥有电负载电路或灯泡、风扇或路灯等电器至关重要。

光传感器的类型

在构建光检测电路之前，了解理想的光传感器是关键。光电器件有两大类。第一个在检测到光时发电。相比之下，第二类可以改变一些电性能。

因此，我们有以下类型的光传感器：

光发射电池

这些光电器件从像铯这样的光敏材料中产生自由电子。光发射电池只有在被具有足够能量的质子撞击时才会产生电子。

此外，质子的能量水平取决于它的光强度。因此，功率越高，质子将光能转化为电能的能量就越多。

光伏电池

带有光伏电池的传感器可以产生与其接收的光能相等的电能。

此外，结合在一起的两种半导体材料可以接收光能并产生大约 0.5v 的电压。此外，硒是一种现成的光伏电池，适用于大多数太阳能电池。

光结器件

光电二极管或光电晶体管是光结器件的典型示例。这些器件利用光强来控制空穴和电子通过其 PN 结的流动。

光结器件的设计最适合光检测和穿透应用。另外，这些设备只对入射长度的波长做出反应。

光导电池

带有光电导电池的光传感器不发电。相反，它们在接收光能时会改变其物理性质。

此外，光敏电阻是一种常见的光电导传感器。它会根据光强度的变化而改变电阻。也就是说，光敏电阻可以利用光能来控制电子的流动和流过电子的电流。

光敏电阻 (LDR) 是另一种常用的光电导传感器。在有光的情况下，LDR 可以将其电阻从数千欧姆变为数百欧姆。

光敏电阻

光探测器电路的工作原理

当 LDR 传感器上有入射光时，它的电阻很低。因此，连接到电路的负载将无法获得足够的功率来激活设备（即，将其保持在关闭状态）。

因此，当天黑时，LDR 的电阻会增加到允许电流流过电路的水平。结果，晶体管激活。这有助于提供足够的电力来启动负载。

有趣的是，您可以反转光检测器的工作方式。也就是说，你可以在有照明时打开负载，在没有照明时将其关闭。另外，选择光探测器的工作方式取决于应用类型。

光检测电路项目

在本节中，您将学习如何构建两种类型的光检测电路。第一个是使用 LDR 和 OP-Amp 的光检测器。然后，第二个电路是使用LDR和晶体管的光检测器。

使用 LDR 和运算放大器的光探测器

运算放大器

LDR 的核心特征是它如何根据光强度改变其电阻。因此，此功能将有助于该项目检测光线和打开 LED。

此外，当电路在比较器模式下与运算放大器耦合时，它有助于通过比较电压来产生高或低输出。以下是此电路所需的组件：

• LDR
• 连接线
• LM358 运算放大器 IC
• 10 KΩ 电阻器
• 白色 LED
• 9v 电源
• 10 KΩ 电位器
• 220 Ω 电阻器
• 面包板

电路图

电路图

如何构建

首先，将 10 KΩ 电位器的抽头端子连接到运算放大器的反相端子。然后，在 LDR 和 10 KΩ 电阻器之间创建一个连接点。因此，您将创建一个分压器，将输出馈送到 OP-Amp。

此外，在白色 LED 和 220 Ω 电阻器之间建立连接。然后，将你的 9v 电源连接到电路并测试它是否工作。

当您在 LDR 上照射一些光时，它应该会降低其电阻。并且反相电压会高于同相电压，从而使 LED 保持关闭状态。

如果 LDR 上没有入射光，它将具有更高的电阻。结果，反相电压将低于同相电压。因此，运算放大器的输出将增加并打开 LED。

光检测电路：使用 LDR 和晶体管的光检测器

BC547C 晶体管

如果您没有 OP-Amp 来构建之前的电路，您可以使用晶体管来代替。在这里，单个晶体管将执行光检测操作。

因此，您可以使用达林顿对来获得更有保证的输出电流。但在大多数情况下，单个晶体管就足够了。以下是此电路所需的组件：

• BC547 NPN 晶体管
• 连接线
• 白色 LED
• 9v 电源
• 10k 欧姆电阻器
• 470 欧姆电阻
• 面包板

电路图

电路图

如何构建

首先，将 LDR 连接到面包板，将晶体管的基极连接到 LDR 的一个引脚。

然后，将 LED 连接到面包板另一端的平行引脚。接下来，您应该将 470 欧姆电阻固定到 LED 的正极端子 (+ve) 和面包板的正极轨。

将 10k 电阻连接到晶体管的基极和面包板的负轨 (-ve)。接下来，在面包板的负轨和晶体管的发射极之间加入一些跳线。

最后，将您的 9v 电源（最好是 9v 电池）连接到面包板并测试您的电路。

工作原理

本项目采用全光、中光、无光三种情况。

对于完整的光照条件，LDR 上的任何明亮照明都会降低其电阻，从而导致 LED 发出微弱的光。因此，在中等光照条件下，对 LDR 的中等描述会导致中等亮度。

此外，在无光条件下，LDR 的电阻会增加。因此，它会在 LED 上产生明亮的光芒。另外，您可以通过调节连接到晶体管基极的电阻来调节 LED 的亮度。

光检测电路： 光传感器电路的应用

光传感器适用于不同的应用，例如安全警报系统、路灯的高灵敏度节电器、家庭照明的控制系统和太阳能高速公路照明系统（白天自动关闭）。

安全警报系统

其他应用包括电器的自动切换以及橱柜和衣柜的照明系统。

光检测电路：日落到日出照明开关

STS 照明开关使用光传感器电路根据 LDR 上的入射光控制其负载。 STS 照明开关的工作方式与此处列出的其他应用和项目不同。因此，STS 照明开关在双稳态模式下使用 555 定时器 IC，而不是晶体管或 OP-Amp。

当您点亮 LDR 时，它会将输出发送到使用 TRIAC 控制负载的 555 定时器 IC。然后，传感器将在日落时激活齿轮并在日出时启动它。

四舍五入

光传感器电路是基础电子学中一个通用且简单的项目。我们已经广泛讨论了不同 LDR 的工作原理，并向您展示了运行所需的组件。因此，您可以立即尝试该项目。

有趣的是，您可以使用带有运算放大器、晶体管和 555 定时器 IC 的 LDR。

路灯

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