Circuits de détection de lumière :un moyen facile de détecter la lumière

Capteur de lumière

Vous cherchez à construire un projet qui détecte la présence et l'absence de lumière ? Ensuite, cela aiderait si vous aviez un circuit de détection de lumière. Fait intéressant, c'est un projet facile qui convient aux débutants. De plus, l'appareil peut facilement détecter l'intensité lumineuse dans un environnement. De plus, vous pouvez utiliser un circuit de détection de lumière comme circuit de contrôle. Mais la tâche devient confuse lorsque vous devez choisir le détecteur de lumière le plus approprié.

La bonne nouvelle est que cet article couvre tout ce dont vous avez besoin pour construire un circuit de détection de lumière et plus encore. Alors, accrochez-vous.

Qu'est-ce qu'un circuit de détecteur de lumière ?

Capteur de lumière

Un détecteur de lumière ou un circuit capteur est un dispositif capable de détecter l'intensité lumineuse. De plus, l'appareil génère un signal de sortie qui indique la puissance de la lumière mesurée.

Les capteurs de lumière peuvent mesurer l'énergie rayonnante présente dans chaque spectre de lumière. De plus, il mesure différentes fréquences de lumière allant de :

• Lumière infrarouge
• Lumière visible 
• Lumière ultraviolette

Capteurs de lumière infrarouge

Source :Pixabay

Le détecteur de lumière convertit également l'énergie lumineuse (visible ou non) en signaux de sortie électriques. Cela dit, vous pouvez également qualifier les capteurs de lumière de "dispositifs photoélectriques".

Quoi de plus ?

Il est possible d'utiliser la sortie électrique d'un circuit de capteur de lumière pour contrôler d'autres parcours. Mais, il est crucial d'avoir des circuits de charge électrique ou des appareils comme des ampoules, des ventilateurs ou des lampadaires.

Types de capteurs de lumière

Avant de construire votre circuit de détection de lumière, il est essentiel de connaître le capteur de lumière idéal. Il existe deux grandes catégories de dispositifs photoélectriques. Le premier génère de l'électricité lors de la détection de la lumière. En comparaison, la deuxième catégorie peut modifier certaines propriétés électriques.

Par conséquent, nous avons les types de capteurs de lumière suivants :

Cellules photo-émissives 

Ces appareils photo génèrent des électrons libres à partir d'un matériau sensible à la lumière comme le césium. Une cellule photo-émissive ne génère des électrons que lorsqu'elle est frappée par un proton suffisamment énergétique.

De plus, le niveau d'énergie d'un proton dépend de son intensité lumineuse. Par conséquent, plus la puissance est élevée, plus un proton convertira la lumière en énergie électrique.

Cellules photo-voltaïques

Les capteurs à cellules photovoltaïques peuvent générer une énergie électrique égale à l'énergie lumineuse qu'ils reçoivent.

De plus, deux matériaux semi-conducteurs réunis peuvent recevoir de l'énergie lumineuse et créer environ 0,5 V. De plus, le sélénium est une cellule photovoltaïque facilement disponible qui fonctionne dans la plupart des cellules solaires.

Dispositifs de photo-jonction

Les photodiodes ou les phototransistors sont des exemples typiques de dispositifs à photojonction. Ces appareils utilisent l'intensité lumineuse pour contrôler le flux de trous et d'électrons à travers leur jonction PN.

La conception des dispositifs à photojonction fonctionne mieux pour les applications de détection et de pénétration de la lumière. De plus, ces appareils ne répondent qu'à la longueur d'onde de la longueur de l'incident.

Cellules photoconductrices

Les capteurs de lumière avec des cellules photoconductrices ne génèrent pas d'électricité. Au lieu de cela, ils changent leurs propriétés physiques lorsqu'ils reçoivent de l'énergie lumineuse.

De plus, la photorésistance est un type courant de capteur photoconducteur. Et il change la résistance électrique en fonction des changements d'intensité lumineuse. En d'autres termes, les photorésistances peuvent utiliser l'énergie lumineuse pour contrôler le flux d'électrons et le courant traversant les électrons.

La résistance dépendante de la lumière (LDR) est un autre capteur photoconducteur couramment utilisé. Et les LDR peuvent changer leur résistance électrique de milliers d'ohms à quelques centaines en présence de lumière.

Résistance dépendante de la lumière

Comment fonctionne un circuit de détecteur de lumière

Lorsqu'il y a une lumière incidente sur le capteur LDR, il obtient une faible résistance. Ainsi, la charge connectée au circuit ne recevra pas assez de puissance pour activer l'appareil (c'est-à-dire le maintenir dans un état éteint).

Ainsi, lorsqu'il fait noir, la résistance du LDR augmente à un niveau qui permet au courant de circuler dans le circuit. En conséquence, le transistor s'active. Et cela aide à fournir suffisamment de puissance pour démarrer la charge.

Fait intéressant, vous pouvez inverser le fonctionnement du détecteur de lumière. Autrement dit, vous pouvez allumer la charge lorsqu'il y a un éclairage et l'éteindre lorsqu'il n'y en a pas. De plus, le choix du fonctionnement d'un détecteur de lumière dépend du type d'application.

Projets de circuits de détection de lumière

Dans cette section, vous apprendrez à construire deux types de circuits de détection de lumière. Le premier est un détecteur de lumière qui utilise LDR et OP-Amp. Ensuite, le deuxième circuit est un détecteur de lumière utilisant LDR et transistors.

Détecteur de lumière utilisant LDR et ampli-op

Ampli-OP

La caractéristique centrale d'un LDR est la façon dont il change sa résistance en fonction de l'intensité lumineuse. Par conséquent, cette fonctionnalité sera utile dans ce projet pour détecter la lumière et allumer une LED.

De plus, lorsque le circuit se couple avec un ampli-op en mode comparateur, cela aide à générer une sortie haute ou basse en comparant les tensions. Voici les composants dont vous avez besoin pour ce circuit :

• LDR
• Fils de connexion
• CI d'ampli-op LM358
• Résistance 10 KΩ
• DEL blanche
• Alimentation 9v
• Potentiomètre 10 KΩ
• Résistance 220 Ω
• Breadboard

Schéma du circuit

Schéma du circuit

Comment construire

Tout d'abord, connectez la borne d'essuie-glace du potentiomètre 10 KΩ à la borne inverseuse de l'ampli-op. Ensuite, créez une jonction de connexion entre le LDR et la résistance de 10 KΩ. En conséquence, vous allez créer un diviseur de potentiel qui alimente la sortie vers l'OP-Amp.

Créez également une connexion entre la LED blanche et la résistance de 220 Ω. Ensuite, connectez votre alimentation 9v au circuit et testez pour voir si cela fonctionne.

Lorsque vous éclairez un peu le LDR, cela devrait diminuer sa résistance. Et la tension inverseuse sera supérieure à la tension non inverseuse, ce qui maintient la LED éteinte.

S'il n'y a pas de lumière incidente sur le LDR, il aurait une résistance plus élevée. En conséquence, la tension inverseuse sera inférieure à la tension non inverseuse. Ainsi, la sortie de l'OP-Amp sera augmentée et allumera la LED.

Circuits de détection de lumière :détecteur de lumière utilisant LDR et transistors

Transistor BC547C

Si vous n'avez pas d'amplificateur opérationnel pour construire le circuit précédent, vous pouvez utiliser un transistor à la place. Ici, un seul transistor effectuera l'opération de détection de lumière.

Ainsi, vous pouvez utiliser une paire Darlington pour un courant de sortie plus garanti. Mais dans la plupart des cas, un seul transistor suffira. Voici les composants dont vous avez besoin pour ce circuit :

• Transistors NPN BC547
• Fils de connexion
• DEL blanche
• Alimentation 9v
• Résistance de 10 000 Ohms
• Résistance de 470 ohms
• Breadboard

Schéma du circuit

Schéma du circuit

Comment construire

Tout d'abord, connectez votre LDR au Breadboard et la base de votre transistor à l'une des broches du LDR.

Ensuite, connectez votre LED aux broches parallèles à l'autre extrémité de la planche à pain. Ensuite, vous devez fixer votre résistance de 470 ohms à la borne positive de la LED (+ve) et au rail positif de la planche à pain.

Connectez votre résistance 10k à la base du transistor et au rail négatif (-ve) du Breadboard. Ensuite, joignez quelques cavaliers entre le rail négatif du Breadboard et l'émetteur du transistor.

Enfin, connectez votre alimentation 9v (de préférence une pile 9v) au Breadboard et testez votre circuit.

Comment ça marche

Le projet fonctionne avec trois conditions :lumière totale, lumière moyenne et aucune lumière.

Pour l'état d'éclairage complet, tout éclairage brillant sur le LDR réduirait sa résistance, ce qui entraînerait une faible lueur de la LED. Ainsi, dans des conditions de lumière moyenne, une description de niveau moyen du LDR se traduirait par une lueur moyenne.

De plus, en l'absence de lumière, la résistance du LDR augmente. Par conséquent, il génère une lueur brillante sur la LED. De plus, vous pouvez régler la luminosité de la LED en ajustant la résistance connectée à la base du transistor.

Circuits de détection de lumière : Applications du circuit du capteur de lumière

Les capteurs de lumière fonctionnent dans différentes applications telles que les systèmes d'alarme de sécurité, les économiseurs d'énergie à haute sensibilité pour les lampadaires, les systèmes de contrôle pour l'éclairage domestique et un système d'éclairage solaire des autoroutes (pour l'extinction automatique le jour).

Système d'alarme de sécurité

D'autres applications incluent la commutation automatique pour les appareils et les systèmes d'éclairage pour les placards et les penderies.

Circuits de détection de lumière :interrupteur d'éclairage du coucher du soleil au lever du soleil

Les commutateurs d'éclairage STS utilisent des circuits de capteur de lumière pour contrôler leur charge en fonction de la lumière incidente sur le LDR. Et le commutateur d'éclairage STS fonctionne différemment des autres applications et projets répertoriés ici. Ainsi, au lieu de transistors ou d'un amplificateur opérationnel, le commutateur d'éclairage STS utilise un circuit intégré de minuterie 555 en mode bistable.

Et lorsque vous allumez le LDR, il envoie la sortie au circuit intégré de minuterie 555 qui utilise un TRIAC pour contrôler la charge. Ensuite, le capteur activera la vitesse au coucher du soleil et la démarrera au lever du soleil.

Arrondir

Le circuit du capteur de lumière est un projet polyvalent et simple en électronique de base. Nous avons longuement discuté du fonctionnement des différents LDR et vous avons montré les composants nécessaires pour faire fonctionner les choses. Par conséquent, vous pouvez vous essayer immédiatement au projet.

Fait intéressant, vous pouvez utiliser un LDR avec un amplificateur opérationnel, des transistors et un circuit intégré de minuterie 555.

Lumières de rue

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