חיישן אור LDR

חיישן אור עם ארדאינו.jpg
חיישן אור רועי ארביב.jpg

מטרת הרכיב היא למדוד את שטף האור.

תיאור פשוט של אופן פעולת הרכיב

חיישן אור הוא נגד משתנה שתפקידו להתנגד למעבר זרם חשמלי דרכו. התנגדותו אינה קבועה ומשתנה בהתאם לפרמטר פיזקלי בסביבה.  הפרמטר הפיזקלי זה עוצמת האור במקרה של החיישן הזה.
חיישן האור מודד את שטף האור ובכך הוא משנה את התנגדותו בהתאם לשטף האור אליו הוא חשוף. 

גרף.webp

הסבר פנימי של אופן פעולת הרכיב

 ערך ההתנגדות שלו נמדד באוהם כמו בנגד קבוע,

 הנגד שלנו הוא - נגד תלוי אור, כלומר נגד שהתנגדותו תלויה באור אליו הוא נחשף.

גרף של ההתנגדות בהתאם לאור-  ככל שיש יותר אור אז ההתנגדות קטנה. 

 

התנגדות במצב תאורה : כ200 אום

התנגדות במצב חושך: כ100 קילו אום

גרף חיישן אור 2.gif

החיישן מורכב מדיסקית עגולה העשוייה חומר קרמי.( ראה תמונה למעלה ) הדיסקית מחולקת לשני אזורים המופרדים בינהם על ידי חומר הנקרא קדמיום סולפיד CdS . חומר זה אחראי להתנהגות החשמלית של החיישן.ותפקידו הוא בעצם לבודד , מכיוון שאם לא יהיה בידוד בין שני חלקי הדיסקית לא נוכל למדודו את ההתנגדות.  קדמיום סולפיד CdS הוא חומר שמשתמשים במסחר בעיקר למטרת בידוד. משני החצאי הקרמיים יוצאים גם שתי קטבים מוליכים המחברים את המערכת.

תפקיד הנגד בהפעלת החיישן: 

במערכת הארדאינו מספק 5V . וכאשר אין נגד החיישן אור (LDR) לוקח את כל המתח, והערך שהוא יתן הוא יהיה ערך קבוע של 1023 והוא לא משתנה בהתאם לסביבה.  ובשביל זה בעצם צריך נגד שהוא גורם לחלוקה של המתח במערכת . המערכת בלי נגד לא תדע להביא תוצאות ולא תוכל לפעול בלעדיו. 

דוגמה למערכת שאין נגד וכאשר משנים את ההתנגדות של האור ( עוצמת שטף האור) הערך לא משתנה : ( מתח של 5V): 

רועי 2.png
רועי 1.png

דוגמה למערכת עם נגד שכאשר משנים את ההתנגדות של האור ( עוצמת שטף האור)  והערך משתנה: ( מתח של 5V)

 

PIN OUT 

רועי 3.png
רועי 4.png
רועי 5.png

:תפקיד רגל שמאל היא בעצם להעביר את המידע שהחיישן קולט לתוך הארדאינו. 

תפקיד רגל ימין: 
לספק מתח חשמלי  (5V)  

דיאגרממת חיווט

רועי 6.png

קוד לדוגמה

רועי 7.png
  1. תיאור הקוד בכלליות: 

  2. בקוד לדוגמא פועל אלגוריתם שהאור קטן מ 600 אז שהלד ידלק ואם לא שהלד יהיה כבוי.

  3. תיאור הקוד בפירוט

  4. שורה 8- הגדרת משתנה  LDRPIN בערך A0

  5. שורה 9- הגדרת הלד בארדאינו ( 3 PIN) 

  6. שורה 11הגדרת החיישן אור ( המשתנה) והשמה של הערך 0 

  7. במשתנה

  8. שורה 12- שורת פתיחה של מה הקוד הולך לעשות
    שורה 13- הגדרת הפין של הלד כאאוט פוט

  9. שורה 14- הגדרת הפין של החיישן כאין פוט 

  10. שורה 15- הגדרת הצג הסיראלי
    שורה 16- סגירת הפקודה

  11. שורה 18- פקודה שקוראת כל הזמן

  12. שורה 19-הגדרת המשתנה LDRVALUE שיקרא ערכים 

  13. אנלוגיים מהפין של החיישן אור. 

  14. שורה 20- הצגה במסך הסיראלי של המשפט:"LDR VALUE " 

  15. שורה 21- הצגת הערך המתקבל מהחיישן אור

  16. שורה 22- שורת תנאי ( אם הערכים של החיישן נמוכים מ600)

  17. שורה 23- אם הערכים של החיישן נמוכים מ600 לד נדלק 

  18. שורה 24- הצגה במסך הסיראלי של המשפט: "LED IS ON".

  19. שורה 25- סגירת פקודה

  20. שורה 26- שורת תנאי אם לא קורה בשורת תנאי הראשונה

  21. שורה 27- לד נכבה

  22. שורה 28- הצגה במסך הסיראלי של המשפט: "LED IS OFF".

חלופות לרכיב

ישנם מספר חלופות שמודדות אור. 

חלופה 1 : Photodiodes

: מידע כללי: 

 

פוטודיודה היא דיודה המשמשת כגלאי אור, המסוגלת להפוך אור למתח או לזרם חשמלי. 

כאשר הדיודה מחוברת במעגל בממתח אחורי, תחת השפעת אור היוצר בה אפשרות של העברת זרם,

היא מהווה התקן לגילוי האור ולמדידת עוצמתו.

יתרונות: 

לפוטודיודה יש יתרון מובהק בכך שהוא יכול לנצל את האור למתח חשמלי. 

 .לא יכול לעשות LDR ולספק חשמל ,מה שבעצם ה.

 

:שימושיים: 

גלאי עשן ואפילו מכשירי שליטה מרחוק

יישומים רפואיים כגון ציוד / מכשירים המשמשים למטרות מדידה וניתוח

מערכות אנרגיה סולארית כמו פאנלים סולאריים

רועי 8.png

חלופה 2:    Phototransistors 

יתרונות:

הרגישות שלו לאור ( במצב תאורה ) טובה 

בהרבה על שאר חיישני האור.

ולכן היתרון שלו זה דיוק רב יותר משאר החיישנים

חסרונות:

ברמת תאורה נמוכה הוא פחות מדוייק 

 . LDR מהחיישן  

: שימושיים: 

מוצרי אלקטרוניקה,

האם תהיתם מה עומד מאחורי הסמארטפון והטאבלטים שלכם שמאפשרים התאמות של בהירות המסך האוטומטית? כן, זה חיישן תאורה סביבתי!( פוטוטרנזיסטור)  זה מודד את רמת התאורה הסביבתית וקובע את הבהירות המתאימה של המסך!

ועוד הרבה מאוד שימושיים למשל הפעלת תאורה במכוניות ועוד..

שגיאות שכדאי להמנע מהן וטיפים מועילים

 

  1. לשים לב שהחיישן יהיה חשוף לסביבה בצורה טובה ומלאה.

  2. לשים לב שמחברים נכון את החישן לכניסות האנלוגיות:  

  3. לשים לב לחבר נגד מתאים.

לוגו חוף השרון.png