Истраживање функционалности и дизајна отпорника зависних од светла
2024-05-10 4019

Отпорни термичари који зависи од светла или отпорника за светло (ЛДР) је једноставна, али изузетно важна компонента у модерној електроничкој технологији.Уређај користи своју осетљивост на светлост да би се прилагодила вредности отпора, омогућавајући му да покаже значајно промјене отпорности у различитим условима осветљења.Фоторесистори се користе у широком распону апликација, од аутоматизованог осветљења кућног осветљења до сложених индустријских фотометријских система.Сврха овог члана је да се у обзир на принципима рада, структурни дизајн и практичне употребе фоторесистора у различитим апликацијама и да разумеју како се ове компоненте могу осмислити и оптимизовати да одговарају различитим окружењима и потребама.

Фоторесистори, који се често називају лагано зависно од зависна од лагане (ЛДР), важни су електронски уређаји који се користе за откривање светлости.Његов принцип рада је једноставан, али моћан: његов отпор значајно се мења са променама интензитета светлости.Када се смешта у мраку, отпорност на фоторисистор може достићи неколико милиона ОХМ-ова.Међутим, под јаком светлошћу, међутим, овај отпор се драматично падне на само неколико стотина охма.

Ова могућност промене отпора заснованог на условима осветљења чини фоторизери важним у креирању аутоматске контроле, фотоелектричних прекидача и других светлосних технологија осетљивих на светлост.Њихова функција је једноставна интензитет светлости и прилагођавање отпорности у складу с тим, што заузврат покреће различите одговоре у кругу који су део.То их чини непроцењивим у системима у којима је детекција интензитета светлости функционална.

У електронској шеми, симбол за отпорник који зависи од светла (ЛДР) сличан је оној стандардном отпорнику, али садржи једну модификацију кључа - стрелицу окренута према споља, што указује на његову осетљивост на светлост.Овај јединствени симбол помаже да дизајнери круга брзо идентификују ЛДР-ову функцију контроле одговора на основу интензитета светлости, лако их разликовати од других компоненти као што су фототрансистори или фотодиоди који такође користе стрелице које такође користе стрелице које такође користе стрелице које такође користе стрелице које такође користе стрелице које такође користе стрелице које такође користе стрелице и фотографије.

Физичка структура фоторисистора има изолациону базу, која је обично направљена од керамике, која подржава фотосензивни елемент који ради даље.Фотографисни материјал је обично кадмијум сулфид (ЦД-ови), који се примењује у одређеном обрасцу, обично цик-и спиралом.Ови обрасци нису ништа само уметнички;Стратешки су постављени да повећају ефикасност уређаја повећањем површине изложене светлости.

Зигзаг или спирална структура максимизира апсорпцију светлости и промовише ефикасније распршивање долазног светла.Овај распоред побољшава ефикасност фоторесистора у прилагођавању отпорности на променљиве услове осветљења.Побољшањем интеракције светлости са осетљивим материјалима, фоторесистори постају осетљивији и динамичнији, погодни за апликације које захтевају прецизну контролу осетљивости светлости.

Фоторесистори, познати и као отпорници зависни од светла (ЛДР), раде кроз ефекат фото-конкуренције.Овај поступак се покреће када светлосни интеракције са осетљивим материјалом фоторисистора.Конкретно, када светлост погоди површину фоторисистора, узбуђује електроне унутар материјала.

Ови електрони се у почетку стабилизују у оквиру валенције опсега атома, упијајући фотоне из инцидента.Енергија фотона мора бити довољна да ове електроне гурне кроз енергетску баријеру, названу Ганд ГАП, на проводник.Ова транзиција означава промену изолатора на проводник, у зависности од количине изложености.

Када је изложен светлости, материјала попут кадмијум сулфида (ЦД-а), који се обично користе у ЛДР-у, омогућавају електронима да добију довољно енергије да скоче на проводник.Како се ови електрони крећу, остављају "рупе" у валенцином бенду.Ове рупе делују као позитивни носачи наболе.Присуство слободних електрона и рупа у материјалу значајно повећава његову проводљивост.

Како се стално осветљење ствара више електрона и рупа, укупни број носача у материјалу расте.Повећање превозника резултира смањењем отпорности материјала.Стога се отпорност на фоторизистор смањује јер се интензитет инцидентне светлости повећава и више тренутних токова у светлу него у мраку.

Фоторесистори су високо цењени у оптоелектронским системима управљања због њихове акутне осетљивости на промене услова осветљења.Њихову способност да значајно промене отпорност под различитим условима осветљења.У јаком светлу, отпорност фотористистора капи драматично на мање од 1.000 охма.Супротно томе, у тамном окружењу отпор може порасти на стотине хиљада ОХМА или више.

Фоторесистори се понашају значајно нелинеарно, што значи да њихов одговор на интензитет светлости не разликује се равномерно.На пример, кадмијум сулфид (ЦД-ови) се налазе снажно на видљиво светло, али су мање осетљиве на ултраљубичасто или инфрацрвено светло.Ова селективна одзивност захтева пажљиво разматрање таласне дужине светлости у предвиђеном окружењу приликом одабира фоториперистора за одређену примену.

Вријеме одзива фоторисистор је јединствена карактеристика која захтева практично разумевање током рада.Када је изложено светлости, отпорност фоторисистор ће се брзо смањити, обично у року од неколико милисекунди.Међутим, када се уклони извор светлости, отпорност се не враћа одмах у своју оригиналну високу вредност.Уместо тога, он се постепено опоравља, узимајући било где од неколико секунди до неколико секунди.Ово кашњење, познато као хистерезе, корисно је у апликацијама које захтевају брзо време одзива.

Фоторесистори, такође познати и као отпорници зависни од светла (ЛДР), направљени су од различитих материјала који значајно могу утицати на њихове могућности осјетљиве светлости.Заједнички материјали укључују:

ЦАДМИУМ СУЛФИДЕ (ЦДС): Високо осетљиво на видљиво светло, идеално за апликације које захтевају одговор на сунчеву светлост или вештачку унутрашњу расвету.

Оловни сулфид (ПБС): Овај материјал је осетљив на инфрацрвену светлост и обично се користи у ноћној визији и термичкој обради снимања.

ЦАДМИУМ СЕЛЕНИДЕ (ЦДСЕ) и ТАЛЛИУМ СУЛФИДЕ (ТИ2С): Ови материјали су мање уобичајени, али су одабрани за специфичну осетљивост таласне дужине у посебним апликацијама.

Сваки материјал различито реагује на лагане таласне дужине.На пример, ЦД-ови је осетљивији на краће таласне дужине видљиве светлости (попут плаве и зелене), док је ПБС ефикаснији на дужим инфрацрвеним таласним дужинама.

Фоторесистори су класификовани на основу начина на који се њихова отпорност мења са светлошћу:

Линеарни фоторесистори: често синоним за фотодиоде, они показују скоро линеарну промену отпора као промене интензитета светлости.Пожељни су у апликацијама где је потребно прецизно мерење интензитета светлости, као што су мерачи лаких метара или аутоматским управљањем аутоматским повратним информацијама где су потребни тачни подаци о лампицама.

Нелинеарни фоторесистори: Они су погодни за апликације које захтевају широк распон одговора.Имају кривуљу стрмог одговора, што им омогућава брзо реаговање под разним интензитетима светлости.Нонлинеарни ЛДР се обично користи у системима који откривају светло и аутоматски контролишу осветљење засновано на условима амбијенталних светла, као што су улична светла и аутоматизована ноћна светла.

Фоторесистори или отпорници за зависности од лаких зависности (ЛДР) су саставни део дизајна аутоматског система за откривање аутоматског контроле и светлости.Ови склопови обично садрже више компоненти као што су ЛДР, релеји, Дарлингтон транзисторски парови, диоде и остали отпорници за управљање стручним протоком и управљачким уређајима на основу услова осветљења.

У заједничком подешавању, круг је покретач покретача који претвара АЦ у ДЦ или директно из батерије.Типични дизајн укључује следеће кораке:

Конверзија напона: Трансформатор папуша смањује стандардни напон АЦ-а од 230В на управљање 12В.

Исправљање и кондиционирање: 12В АЦ се затим претвара у ДЦ користећи ректума за мост.Регулатор напона затим стабилизује излаз на 6В ДЦ, обезбеђујући сигуран и ефикасан рад компоненти круга.

Радни механизам ЛДР-а унутар круга утицаће на нормалан рад:

Дневни / осветљени услови: ЛДР-ови показују ниску отпорност током дана или када су изложени светло светлости.Овај доњи отпор омогућава већину струје да прође кроз ЛДР директно на земљу.Стога релејни завојница не може примити довољно струје да активира, узрокујући да релеј остане затворен и повезано светло да остане искључено.

Ноћ / мрачни услови: Супротно, ниско светло или ноћу, шиљци отпора ЛДР-а, смањујући струју која пролази кроз њу.Након што се струја пролази кроз ЛДР, дарлингтон Трансистор пар може довољно појачати преосталу струју да активира релејни завојницу.Ова акција покреће релеј, окреће се светло повезаном са кругом.

Кашњење одговора на фоторизији или отпорнику зависног од светла (ЛДР) је кључна мера њене перформансе.Ово кашњење односи се на време потребно је да ЛДР прилагоди свој отпор као одговор на промене интензитета светлости.Због урођених физичких и хемијских својстава, ЛДР-ови не могу одмах да реагују на флуктуације осветљења, које имају импликације на апликације које захтевају брзи одговор.

Када се интензитет светлости изненада повећа, отпорност ЛДР-а се обично брзо опада.Међутим, израз "брзо" може се кретати од само неколико милисекунди до десетина милисекунди.Овај В ariat ион утиче тип материјала који се користи у ЛДР и њеним производним стандардима.

Када се смањи интензитет светлости, отпорност ЛДР-а може знати значајно вријеме да се врати у повишену тамну државу.Ово кашњење може трајати од неколико секунди до десетине секунди.Споро повратак на високу отпорност посебно је уочљив када се прелази из светле светлости до тамне, што утиче на ефикасност ЛДР-а у брзо променљивим условима.

Ефикасност фоторисистор (ЛДР) уско је повезана са таласном дужином светлости коју открива, са разним ЛДР-ом изложене различите сензибилитете на одређене светлосне фреквенције.Ова осетљивост произлази из материјалног састава ЛДР-а, што одређује оптималну таласну дужину за његово одзивношћу.

Следећи материјали су осетљиви на различите врсте светлости.

Видљива осетљивост на светлост: Материјали као што су ЦАДМИУМ СУЛФИДЕ (ЦДС) су веома осетљиви на видљиво светло, посебно жуту и ​​зелену спектра.Ове ЛДР су најприкладније за апликације које брзо и тачно откривају промене у видљивом светлу.

Инфрацрвена осетљивост на светлост: С друге стране, материјали попут олова сулфида (ПБС) су одлични при откривању инфрацрвене светлости.Ове ЛДР се првенствено користе у апликацијама као што је опрема за ноћно визију и термички систем за снимање, где је важна осетљивост на инфрацрвену светлост.

Избор материјала ЛДР зависи од специфичних захтева за пријаву.

Инфрацрвени осетљиви ЛДР: Обично се бира за системе који делују у условима слабог осветљења, као што су аутоматска контрола врата у зградама или динамичким системима надзора за ноћне безбедносне сврхе.

Видљиве светлосне осјетљиве ЛДР-ове: за пројекте који захтевају прецизан одговор на промене видљивог светла, као што су системи за праћење зрака или аутоматски затамњена светла, ЛДР-ови су пожељни на видљиви светлосни спектар.

Фоторесистори или отпорници зависни од светла (ЛДР) су оптоелектронске компоненте које прилагођавају њихов отпор као одговор на промене интензитета светлости.Они омогућавају ефикасан рад система контроле светлости.Разумевање њихових техничких спецификација кључно је за њихово коришћење њихових правилно у различитим апликацијама.

Максимална потрошња електричне енергије: Типичан ЛДР може да поднесе до 200 миливата (МВ) моћи.

Радни напон: Максимални сигуран радни напон ЛДР-а је око 200 волти (В).Ове лимите осигуравају да ЛДР послује у сигурним и ефикасним параметрима без ризика од оштећења или неуспеха.

Осетљивост врхунске таласне дужине: ЛДР имају специфичне осетљивости на одређене таласне дужине светлости.Типично, ЛДР-ови имају највећу могућу осетљивост на таласној дужини од 600 НМ унутар видљиве спектра.Ова спецификација утиче на избор ЛДР-а који одговара условима осветљења њеног предвиђеног окружења и оптимизирање његових перформанси.

Фоторесистанција вс. Тамна отпорност: Отпорност ЛДР значајно варира под различитим условима осветљења.На пример, на ниским нивоима светлости (око 10 лукса), његова отпорност може бити у опсегу од 1,8 килофома (КΩ) до 4,5 кΩ.У светлијим светлошћу (око 100 лукњака) отпорност може да падне на око 0,7 кΩ.Ова променљивост је погодна за пројектовање уређаја као што су прекидачи осетљиви на светло, јер промене отпорности директно покрећу операцију.

Тамно отпорност и опоравак: Тамна отпорност ЛДР-а је важан показатељ перформанси.Ова вредност мери отпорност у недостатку светлости и колико брзо ЛДР се враћа у ову државу након уклањања светлости.На пример, тамна отпорност може бити 0,03 мегаохмс (МΩ) једна секунда након што се светлост заустави, повећава се на 0,25 мΩ пет секунди касније.Ова стопа опоравка је важна за апликације које захтевају брзи одговор на промене осветљења.

Висока осетљивост на светлост: Информације о профилу или отпорним на светлосни (ЛДР) познато је по својој одличној осетљивости на светлост.Они могу да открију и одговоре на промене интензитета светлости, од врло ниског до високих нивоа.Ова функција чини ЛДР-ове посебно корисне у системима који захтевају аутоматско светло затамњено, као што су затамњење у кући или контролисањем уличних светла заснованих на амбијенталним условима светлости.

Еконопостност: Једна од најзначајнијих предности ЛДР је његова економичност.ЛДР су јефтинији за производњу у односу на друге осјетљиве компоненте као што су фотодиоди и фототрансистори.То их чини врхунским избором за примене са ограничењима буџета, пружајући економично раствор без жртвовања перформанси.

Једноставно за употребу и инсталирање: ЛДР има једноставан дизајн који је лако разумети и интегрисати у круг.Захтевају само две везе, чинећи их лако се састају и практичне чак и за оне са минималном експертизом електронике.Ова једноставност употребе односи се на различите апликације, од образовних пројеката на сложеније системе у комерцијалној електроници.

Одговор на омјер светлосног отпора: способност ЛДР-а да покаже значајне разлике отпора у светлосним и тамним условима је још једна кључна предност.На пример, отпорност ЛДР-а може се кретати од неколико стотина килофома у мраку до неколико стотина охма када је изложена светлости.Ова драматична смена омогућава уређајима да се осетљиво реагују и тачно промене у осветљењу, на тај начин унапређују реактивност система као што су аутоматске контроле осветљења и фото-оперативници.

Ограничени спектрални одговор: Иако су отпорници зависни од светла (ЛДР) веома ефикасни при откривању светлости, они су обично осетљивији на специфичне таласне дужине.На пример, ЦАДМИУМ СУЛФИДЕ (ЦДС) ЛДР-ови су пре свега осетљиви на видљиво светло и имају лош одговор на ултраљубичасто или инфрацрвено светло.Ова специфичност ограничава употребу у апликацијама које захтевају широк спектрални одговор, као што су уређаји за вишевавелтх спектроскопску анализу која може да открије низ таласних дужина.

Вријеме одзива ЛАГ: Значајан недостатак ЛДР-а је њихов заостатак као одговор на брзе промене интензитета светлости.Ова хистереза ​​може се кретати од неколико милисекунди на неколико секунди, прилагођавајући свој отпор на одговарајући начин.Ово кашњење чини ЛДР мање погодним за апликације које захтевају брзи одговор, као што су оптички кодери велике брзине или одређене врсте аутоматизоване опреме за прераду, где тренутне повратне информације утичу на радну информацију.

Осетљивост температуре: Флуктуације температуре могу значајно утицати на перформансе ЛДР-а.Екстремне температуре, и топле и хладне, могу проузроковати значајна одступања у отпорности, што утичу на тачност и поузданост ЛДР-а у окружењима осетљивим на температурно.Да бисте ублажили овај проблем, системи који користе ЛДР често захтевају стратегије компензације температуре.Они укључују интегрисање сензора температуре у круг или запошљавање динамичких техника калибрације да се прилагоде за температурне промене отпорности, осигуравајући да ЛДр ефикасно послује у њеном предвиђеном температурном опсегу.

Контрола ЛЕД СТРЕЕТЛИГХС САМО КОРИШТЕЊЕ ОПИСОР-а за зависности од светла (ЛДР) је ефикасно решење за модерне системе урбаних осветљења.Технологија не само да смањује потрошњу енергије тако што ће заменити традиционалне лампе за пражњење високог интензитета (ХИД), већ повећава и ефикасност ЛЕД лампица.Кроз интелигентну контролу систем аутоматски прилагођава светлину према нивоима амбијенталне светлости како би се максимизирала уштеде енергије.

Надгледање амбијенталне светлости: Систем укључује ЛДР-ове монтиране на уличној светла да континуирано надгледа интензитет амбијенталне светлости.Како се амбијентално светло промијени, отпорност у складу са у складу с тим се мења.Ова промена отпора се затим комуницирају са централном системом управљања, омогућавајући управљање у реалном времену.

Подешавање паметних светла: На основу података примљених од ЛДР-а, централни контролер израчунава потребну прилагођавање светлине ЛЕД-а.Током дана, када је довољна амбијентална светлост, систем може искључити уличну светлост или их држати у минималној светлини.Када се дневна светлост смањује или светли услови су сиромашни, систем аутоматски повећава светлину, обезбеђујући оптимално осветљење по потреби.

Интеграција са соларном енергијом: Да бисте додатно побољшали енергетску ефикасност, систем интегрише соларне панеле који претварају соларну енергију у електричну енергију и чувају га у батерије.Ово омогућава улицама да раде ноћу на сачуваној соличкој енергији, промовишући самодовољност и смањујући ослањање на мрежу.

Фоторесистори или отпорници за зависности од лаких зависности (ЛДР) су интегрална компонента у различитим системима аутоматске контроле и праћења и цене се за њихову једноставност, економичност и осетљивост на светлост.Ови уређаји аутоматски прилагођавају рад на основу промена у амбијенталној светлости, на тај начин побољшавају ефикасност и једноставност у многим апликацијама.

Мерач интензитета светлости: Уређај обично користи ЛДР-ови за мерење интензитета светлости.Они могу надгледати интензитет сунчеве светлости и вештачке унутрашње расвете.Ова врста инструмента погодна је за лабораторијско испитивање и процену перформанси фотонапонских система и других технологија везаних за светло.

Аутоматска контрола светлосног светла: ЛДР се користи за откривање промена у природној светлости у зору и сумрак, аутоматски окрећу уличне светлости ноћу и искључују их када се дневна светлост враћа.Ова аутоматизација резултира значајним уштедама енергије и елиминише потребу за ручним контролама, чиме оптимизује општинске услуге.

Будилица: У будилу, ЛДР помаже у функцији "симулације сунца".Откривањем повећања интензитета светлости у соби, они могу постепено пробудити корисника, опонашајући природни излазак сунца.

Аларми провале: У безбедносним системима, ЛДР се стављају у близини прозора или врата да прате нагле промене светлости изазване потенцијалним кршењима.Ненормално повећава или смањује аларме окидача светла, на тај начин побољшавају мере безбедности.

Системи паметних осветљења: Интегрисање ЛДР-а у пројекте урбане инфраструктуре, као што је улична расвета, може се динамички прилагодити светлосно на основу тренутних услова природне осветљења.Ово не само да побољшава енергетску ефикасност, већ и осигурава поузданост система урбаних осветљења.

Кроз детаљну анализу фоторесистора можемо видети да ове једноставне компоненте играју интегралну улогу у модерној технологији.Било да је то аутоматизовани системи контроле у ​​свакодневном животу или прецизним мерењима у индустрији и научној истраживању, карактеристике ЛДР-а то је поуздано решење.Иако постоје нека ограничења, као што су уски спектрални опсег реакције и ефекти хистерезе, рационални дизајн и стратегије примене и даље могу ублажити ове проблеме.У будућности, са развојем нових материјала и нових технологија, очекује се да ће се представити и примени поља фотографија фоторисистора даље проширити, отварање више иновативних могућности оптоелектронских апликација.

Да бисте проверили да ли се фоторисистор правилно ради, можете да предузмете следеће кораке:

Припремите алате: Припремите мултиметар и поставите је на режим мерења импеданције.

Повежите мерач: Прикључите двије сонде метра на две крајње тачке ЛДР-а.

Измерите вредност отпора: Прочитајте вредност отпорности ЛДР под нормалном унутрашњем светлу и бележите ову вредност.

Промените светло: Осветлите ЛДр са батеријом или га ставите у мраку да бисте приметили промену отпора.

Резултати евалуације: У нормалним околностима, када се интензитет светлости повећа, вредност отпора ЛДР-а треба да се значајно смањи;Када се интензитет светлости смањује, вредност отпора треба да се повећа.Ако нема промене отпора, може указивати на то да је ЛДР оштећен.

Фотографије се често користе у круговима који требају да осете интензитет светлости, као што је аутоматски укључивање и искључивање лампица.Основни кораци за коришћење ЛДР укључују:

Интегрисани у круг: Повежите ЛДР у серији са погодним отпорником да бисте формирали поделу напона.

Изаберите оптерећење: Повежите овај излаз за поделу напона на микроконтролер, релеј или други управљачки уређај по потреби.

Параметри прилагођавања: Подешавањем вредности отпора у серији са ЛДР-ом, могу се поставити различити прагови одговора светлости.

Тестирање и прилагођавање: путем стварног испитивања прилагодите параметре круга да бисте постигли најбољу ефекат реакције реактибилности.

ЛДР је пасивна компонента.Не ствара сам електричну енергију и не захтева спољни извор напајања за промену своје радне државе.Вредност отпорности ЛДР се мења аутоматски на основу интензитета светлости која сија на њему.

Можете судити да ли је ЛДР оштећен следећим знаковима:

Отпорност остаје непромењена: ако отпорност ЛДР остане иста при промјени интензитета светлости, то може указивати на то да је оштећен.

Ненормална читања: Ако је отпорност ЛДР-а под екстремним светлосним условима (врло светла или врло мрачна) веома другачија од очекиваних, то би такође могла бити лош сигнал.

Физичка оштећења: Проверите ЛДР за очигледне пукотине, опекотине или другу физичку штету.

Упоредни тест: Упоредите осумњичене оштећене ЛДР са новим или познатим добрим ЛДР да бисте видели да ли је перформансе слично.