Mạch cảm biến ánh sáng hoạt động dựa trên các hiệu ứng quang điện trong khối vật chất, mạch chắn chắn có sự góp mặt của quang trở hay còn gọi là điện trở quang với tên tiếng Anh là Light-dependent resistor. Bài viết này, dientusangtaovn.com sẽ giới thiệu đến bạn một mạch cảm biến ánh sáng dùng transistor đơn giản mà bạn có thể tham khảo.
Linh kiện của mạch cảm biến ánh sáng
Quang trở (Điện trở quang)
Điện trở quang hay quang trở, photoresistor, photocell, LDR, tên tiếng anh là Light-dependent resistor được biết đến là một trong những linh kiện điện tử chế tạo từ các chất đặc biệt, có điện trở thay đổi theo ánh sáng chiếu vào, hay còn được gọi là điện trở phi tuyến và phi Ohmic.
Linh kiện này dùng để làm mạch cảm biến nhạy sáng với các mạch dò, phổ biến là mạch đóng ngắt đèn chiếu sáng bằng việc kích hoạt sáng tối.
Quang trở được thiết kế với chất bán dẫn có trở kháng cao và không có tiếp giáp nào. Trong điều kiện không có ánh sáng điện trở trong quang trở có thể lên đến vài MΩ. Khi có ánh sáng, điện trở giảm xuống mức thấp khoảng một vài trăm Ω.
Hoạt động của quang trở dựa trên hiệu quang trong điện của khối vật chất, khi mà các photon có năng lượng đủ lớn đập vào, sẽ đánh bật Electron ra khỏi phân tử để trở thành tự do trong khối vật chất và làm chất bán dẫn thành dẫn điện. Mức độ dẫn điện sẽ phụ thuộc và số photon được hấp thụ.
Tùy thuộc vào chất bán dẫn mà quang trở phản ứng khác nhau với các bước sóng photon khác nhau. Quang trở có thời gian trẻ cao hơn diode phát quang, khoảng 10ms.
Transistor BC547
Transistor BC547 là transistor loại NPN, với sơ đồ chân như hình dưới. BC547 ở trạng thái dẫn khi Vbe > 0,7V vì transistor này được cấu tạo từ các chất bán dẫn silic.
Nguyên lý hoạt động mạch cảm biến ánh sáng
Trong trường hợp quang trở không có ánh sáng chiếu vào (ban đêm), điện trở của quang trở tăng, dòng IB nhỏ, Vbe của transistor Q1 < 0,7 V nên Q1 không dẫn, vì thế điện áp đầu vào không thể đi qua cực CE của Q1 mà qua điện trở R1 vào cực B của transistor Q2 nên Vbe của Q2 > 0,7V, Q2 dẫn, điện áp đầu vào đi qua R2 qua LED là cho LED sáng và chạy vào cực E được nối với mass của Q2. Khi không có ánh sáng chiếu vào điện trở quang thì đèn sẽ sáng.
Trường hợp 2 khi có ánh sáng chiếu vào quang trở, lúc này điện trở của LDR sẽ giảm, dòng IB lớn, VBE của Q1 > 0,7V, Q1 lúc này sẽ dẫn, vì thế điện áp đầu vào sẽ được qua R1 và qua cực CE của Q1, dẫn đến điện áp VBE của Q2 < 0,7V, Q2 không dẫn, đồng thời không có dòng chạy qua LED, LED không sáng. Ta có thể thấy, khi có ánh sáng chiếu vào quang trở thì đèn sẽ không sáng.
Trên đây là một số thông tin liên quan tới mạch cảm biến ánh sáng dùng quang trở và transistor đơn giản mà các bạn có thể tham khảo. Hy vọng, với những thông tin trên có thể giúp ích cho bạn trong học tập, cũng như trong cuộc sống.
