پروژه ی تشخیص روز و شب
در این پروژه میخواهیم با یک مدارِ ساده یک سنسورِ نوری بسازیم که بتواند روز و شـــب را تشخیص داده و به کمک این تشخیص عملگرهای موردِ نظرِ خود مثلا روشنایی اتوبان را به صورت اتوماتیک کنترل کنیم .
: LDR
ال دی آر قطعه ای است که مقاومت آن نسبت به تغییرات نور محیط حساس بوده و با تغییر نور ، کم یا زیاد میشود . به این صورت که در تاریکی مقاومتی چند برابرِ مقاومت خود در حالتِ روشنایی دارد . بطوریکه در حالت روشنایی عادی روز مقاومتی در حد یک کیلو اهم دارد اما با قرار گرفتن در تاریکی مقاومتش به چند مگا هم میرسد . البته ldr ها در رنج های مختلفی در بازار موجود است که متناسب با نیازمان میتوانیم قطعه ی مورد نظر را انتخاب کنیم .
: Op-Amp
استـفاده ی ما از آپ امپ در ایـن پـروژه به ایـن صورت است که ما بـوسیله ی این قطـعه و در حالـت تقـویت کنندگی اینـورتیگ با قرار دادن مقاومت متغـیر ال دی آر در قسمت فیـدبک مدار توانسته ایم ولتاژ خروجی را طوری کنترل کنیم که در حالت تاریکی ولتاژ بیشتری نسبت به حالت روشنایی داشته باشیم.
با توجه به مدار زیر ، نسبت ولتاژ خروجی به ورودی به صورت زیر میباشد :
Vo/Vin = - LDR/ R1
بنابراین با افزایش مقاومت ال دی آر ، ولتاژ خروجی نسبت به ورودی افزایش پیدا میکند . حال ما میتوانیم با استفاده از این افزایش ولتاژ در حالت تاریکی نسبت به روشنایی خطِ فرمانی داشته باشیم تا بوسیله ی آن بتوانیم کارکردِ عملگرهای مورد نظر خود را کنترل نماییم .
+ در صورت باز نشدنِ تصویر یا خوانا نبودن ، اصلِ تصویرِ مدارِ این پروزه را میتوانید اینـــــــــجا ببینید .
مراحل انجام پروژه :
1. ابتدا ولتاژ ورودی خود را به وسیله ی یک رگولاتور روی 5 ولت تثبیت کرده و برای تغذیه ی آمپ آمپ ، ولتاژ ورودیِ آمپ آمپ و تغذیه ال ای دی آماده میکنیم .
2. پایه های مثبت (7) و منفی (4) آپ امپ را وصل کرده تا در حالت آماده به کار قرار گیرد .
3. با استفاده از یک تقسیم ولتاژ در ورودی 5 ولت را به حدود 1.5 نبدیل کرده و به پایه ی شماره ی 2 آپ امپ متصل میکنیم .
4. در این حالت و با علم بر اینکه ال دی آر در حالت عادی مقاومتی در حدود 3 کیلو دارد و با توجه به تقویت کنندگی آمپ امپ ما ولتاژی در حدود 3.3 ولت در خروجی داریم .
پایه ی امیترِ ترانزیستور را به زمین ِ مدار و کلکتورِ آن را به کاتودِ ال ای دی وصل میکنیم سپس آند ال ای دی را به ولتاژ مثبت وصل میکنیم .
با اینکار ترانزیستورِ ما مانند یک سوییچ عمل میکند که در صورت فعال شدن زمینِ ال ای دی را تامین کرده و ال ای دی روشن میشود .
5. میدانیم 3.3 ولت ترانزیستورِ مارا روشن میکند پس با سری کردن 4 عدد دیود و قرار دادن در خروجی قبل از ترانزیستور حدود 2.8 ولت افت ولتاژ ایجاد میکنیم تا با رساندن 0.5 ولت ولتاژ در پایه ی بیسِ ترانزیستور ، آن در در آستانه ی روشنایی نگه داریم .
6. حال اگر ال دی آر در تاریکی قرار گیرد مقاومتش افزایش یافته و باعث ایجادِ افزایش در ولتاژ خروجی شده ، ترانزیستور را روشن میکند و با روشن شدن ترانزیستور و وصل شدنِ زمین ال ای دی روشن میشود .
7. در صورت قرار گرفتن ال دی آر در روشنایی دوباره مقاومتش کاهش یافته و ترانزیستور و در نتیجه ال ای دی خاموش میشود .
استفاده از این مدار در صنعت :
میدانیم هر وقت بتوانیم با فرآیندی یک ترانزیستور را به صورت اتوماتیک روشن یا خاموش کرده و به حالت سوییچ در آوریم میشود به وسیله ی آن روشن یا خاموش کردنِ هر وسیله ی دیگر را نیز کنترل کرد .
تصور کنید در مدارِ قبل بجای ال ای دی دو سرِ بوبینِ یک رله ی دی سی را بین ولتاژ مثبت و کلکتورِ ترانزیستور قرار میدادیم حال با روشن شدنِ ترانزیستور بوبینِ رله برق دار شـده و تیغه های آن تغییر وضعیت میدهند .
با استفاده از تیغه های رله میتوان به راحتی به طور مستقیم برق دار شدنِ عملگرهای دیگر را کنترل کرد یا به وسیله ی تیغه های رله ، بوبینِ یک کنتاکتور را برق دار کرده و هر عملگری را از لامپ های معمولی گرفته تا موتور های سه فازه روشن یا خاموش کنیم .
مثلا میتوان از این مدار برای کنترلِ نورِ منازل یا ادارات استفاده نمود . با قرار دادن تیغه های باز ِرله بینِ برقِ شهر و روشنایی منزل میتوان روی روشن یا خاموش شدن ِ چراغها کنترل داشت ، به این صورت که با تاریک شدنِ هوا و روشن شدن ترانزیستور و برق دار شدنِ بوبینِ رله چراغهای منزل نیز برق دار شده و روشن میشوند .
این عمل را میتوان برای روشنایی اتوبانها و سر درِ منازل و مغازه ها ، شیرهای برقی اتوماتیک و بسیاری کاربرد های دیگر نیز نیز استفاده کرد .
از مزایای اصلیِ این مدار میتوان به سهولت در ساخت و هزینه ی بسیار کمِ آن اشاره نمود .
+ نظرات و پیشنهادات ...