照明や家電製品の制御は、通常、手動で操作および保守される場合があります。しかし、電化製品の制御プロセスは、人間の不注意や異常な状況のために電力の浪費を引き起こす可能性があります。この問題を克服するために、光の強度に基づいて負荷を制御するための光依存抵抗回路を使用できます。 LDRまたはフォトレジスタは、高抵抗の半導体材料で構成されたデバイスです。この記事では、LDRとは何かの概要を説明します。光依存抵抗回路とその動作。

光依存抵抗器

LDRの構築

LDRの構造には、セラミックのように絶縁基板上に配置された感光性材料が含まれます。必要な電力定格と抵抗を得るために、材料はジグザグ形状に配置されます。ジグザグの領域は、金属が配置された領域を2つの領域に分割します。

LDRの構築

オーミック接触がエリアの両側で行われる場所。接点の抵抗は、抵抗が主に光の影響のみによって変化することを確認するために、できるだけ小さくする必要があります。鉛とカドミウムの材料は環境に有害であるため、使用を避けてください。

光依存抵抗器の動作原理

LDRの動作原理は光伝導性であり、これは光学現象に他なりません。光が材料に吸収されると、材料の導電率が低下します。光がLDRに当たると、材料の価電子帯の電子は伝導帯に熱心になります。ただし、電子をあるバンドから別のバンドにジャンプさせるには（伝導に対するバランス）、入射光の光子は材料のバンドギャップよりも優れたエネルギーを持っている必要があります。

LDRの動作原理

したがって、十分なエネルギーを持つ光の場合、より多くの電子が伝導帯に励起され、伝導帯は多数の電荷キャリアに分類されます。このプロセスの効果と電流の流れがさらに流れ始めると、デバイスの抵抗が減少します。

光依存抵抗回路

LDRの回路は、LDR、リレー、ダーリントンペア、ダイオード、および抵抗器を下の回路図に示します。負荷に電圧が供給されます

LDR回路に必要なDC電圧は、ブリッジ整流回路またはバッテリー。この回路はAC電源をDCに変更します。ブリッジ整流回路は、降圧トランスを使用して電圧を下げる 230vから12vへ。ダイオードは、AC電圧をDCに変換するために使用されるブリッジの形で接続されています。ザ・電圧レギュレーターは12vDC〜6v DCを変更するために使用され、このDC電圧が回路全体に供給されます。光センサー回路の連続動作のために、ブリッジ整流器と負荷の両方に230vAC電源を継続的に維持する必要があります。

光依存抵抗回路図

朝の時間帯は、このセンサーの抵抗は100Ω前後と低くなっています。したがって、上記の光センサー回路に示すように、電源はLDRを通り、アースは可変抵抗器と抵抗器を通ります。これは、日中または光がLDRに当たるときに光依存抵抗によって提供される抵抗によるものであり、センサー回路の残りの部分の抵抗と比較して小さくなります。私たちは、電流の流れが常に低抵抗の経路を流れるという電流の原理に注意を払っています。

したがって、リレーコイルは強化するのに十分な供給を得ることができません。したがって、ライトは日光の下でオフになります。同様に、夜間はLDRの抵抗が高い値（20MΩ）になります。したがって、の高い抵抗のために抵抗器、電流の流れが少ないか、ほぼゼロです。ここで、低抵抗レーンを流れる電流により、ダーリントンペアのベース電圧が1.4v以上に上昇します。ダーリントンペアトランジスタがトリガーされると、リレーコイルは通電するのに十分な電力を獲得するため、夜間にライトが切り替わります。

LDRのアプリケーション

光依存抵抗は、シンプルで低コストのデバイスです。これらのデバイスは、光の有無を感知する必要がある場合に使用されます。これらの抵抗器は光センサーとして使用され、LDRのアプリケーションには主に目覚まし時計、街灯、光強度計、盗難警報回路が含まれます。この概念をよりよく理解するために、ここでは1つのプロジェクト、つまりLDRを使用した強度制御された街路灯の省電力について説明しました。

LDRを使用した強度制御街路灯の省電力

現在、高速道路のライトアップはHIDランプを介して行われていますが、これらのライトのエネルギー消費量は高く、日の出から日没までライトをオン/オフする特別なメカニズムはありません。この問題を克服するために、LEDを使用する代替方法、つまりLDRを使用して強度制御された街路灯の電力を節約する方法を次に示します。

Edgefxkits.comによるLDRを使用した強度制御街路灯

提案されたシステムは、現在のHIDランプの欠点を克服するために構築されています。提案されたシステムは、光源としての発光ダイオードの使用法と、要件に応じて調整可能な強度制御を決定します。これらのライトは、従来のHIDランプと比較して、消費電力が少なく、ライトの寿命も長くなっています。

このプロジェクトの最大の特徴は、HIDランプでは不可能な夜間の必要に応じて光度を制御できることです。 LDRは光を検出するために使用され、LDRの抵抗は、コントローラーへのi / p信号として形成される日中の光に応じて大幅に減少します。

街灯を作るためにLEDの束が使用され、プロジェクトで使用するマイクロコントローラーは事前にプログラムされています生成されたパルス幅変調信号に基づいて光強度を制御する命令を使用します。夜間は光度を高く保ち、ピーク時には道路の交通量が減少する傾向があるため、朝まで徐々に光度が低下します。最後に、LEDライトは午前6時に消灯し、夕方の午後6時に再び点灯します。このプロセスは続行されます。

さらに、このプロジェクトは、ソーラーパネルと混合することで開発できます。ソーラーパネルは、ソーラーの強度を同等の電圧に変更し、太陽エネルギーを使用して高速道路の光を供給します。

したがって、これはすべて、光依存抵抗とLDR回路図の動作原理とそのアプリケーションに関するものです。この記事を通じて、より良いコンセプトが得られたことを願っています。さらに、この記事に関する質問や電気および電子プロジェクト、以下のコメントセクションでフィードバックをお寄せください。ここにあなたへの質問があります、LDRの機能は何ですか？

写真クレジット：