مدار الکتریکی فتوسل چیست؟

مدار الکتریکی فتوسل چیست؟ مدار الکتریکی فتوسل یک نوع مدار الکتریکی است که به کمک فتوسل (فتورزیستور) عمل میکند. فتوسلها، که به آنها فتورزیستور هم گفته میشود، مقاومت خود را بسته به میزان نور دریافتی تغییر میدهند. در مدار فتوسل، این تغییر مقاومت به تغییرات در ولتاژ و جریان الکتریکی منجر میشود که میتواند برای کنترل و تنظیم دستگاهها استفاده شود.
یک مثال معمول از کاربرد فتوسل، در سیستمهای روشنایی خیابانی است که وقتی نور طبیعی کاهش مییابد، فتوسل روشنایی خیابان را فعال میکند. به طور کلی، مدارهای فتوسل میتوانند برای کاربردهای مختلفی مانند روشنایی اتوماتیک، سیستمهای امنیتی و غیره استفاده شوند.
“آموزش برق صنعتی، پولت رو به ولتاژ بالا میبره!”
جدول محتوا
- 1 اجزای اصلی مدار فتوسل:
- 2 ساختار فتوسل
- 3 کاربرد فتوسل
- 4 عملکرد مدار الکتریکی فتوسل
- 5 سنسور فتوسل
- 6 طرح مدار فتوسل
- 7 دیاگرام مدار فتوسل
- 8 انواع فتوسل
- 8.1 1. فتوسلهای پایه (Basic Photocells)
- 8.2 2. فتوسلهای نوری (Optical Photocells)
- 8.3 3. فتوسلهای فتوولتائیک (Photovoltaic Cells)
- 8.4 4. فتوسلهای فتوکوندکتیو (Photoconductive Cells)
- 8.5 5. فتوسلهای فتوسنسور (Photodetectors)
- 8.6 6. فتوسلهای کادمیوم سولفید (Cadmium Sulfide Cells)
- 8.7 7. فتوسلهای با تکنولوژی پیشرفته
- 9 شماتیک مسیر جریان مدار الکتریکی فتوسل (مدار الکتریکی فتوسل چیست؟)
- 10 شماتیک روشنایی معابر توسط کنتاکتور و فتوسل
اجزای اصلی مدار فتوسل:
- فتوسل (فتورزیستور): حسگر نور که مقاومتش با تغییر نور تغییر میکند.
- مدار مقایسهکننده: برای مقایسه سیگنال خروجی فتوسل با یک مرجع.
- ترانزیستور یا رله: برای کنترل بار الکتریکی بر اساس سیگنال فتوسل.
- منبع تغذیه: برای تأمین برق مدار.
مدار فتوسل با استفاده از این اجزا میتواند نور را اندازهگیری کرده و به تناسب آن، عملهای خاصی را انجام دهد.
ساختار فتوسل
فتوسل (Photocell) یا فتورزیستور (LDR – Light Dependent Resistor) ساختار سادهای دارد که به طور کلی از اجزای زیر تشکیل میشود:
اجزای اصلی فتوسل:
- فیلم نیمههادی: فتوسلها معمولاً از مواد نیمههادی مانند سلنیوم، سیلیکون، یا مواد دیگر ساخته میشوند. این فیلم نیمههادی حساس به نور است و مقاومت آن با تغییر نور تغییر میکند.
- الکترودها: در هر دو طرف فیلم نیمههادی الکترودهایی قرار دارند که به وسیله آنها برق به فیلم نیمههادی وارد میشود و یا از آن خارج میشود.
- پوشش محافظ: برای محافظت از فیلم نیمههادی و الکترودها در برابر آسیبهای محیطی و مکانیکی، فتوسلها معمولاً با یک پوشش محافظ شفاف مانند شیشه یا پلاستیک پوشیده میشوند.
عملکرد فتوسل:
- مقاومت نور: مقاومت فتوسل با شدت نور تغییر میکند. هرچه نور بیشتر باشد، مقاومت فتوسل کمتر میشود و برعکس.
- تغییرات الکتریکی: این تغییر مقاومت باعث تغییر در ولتاژ و جریان عبوری از فتوسل میشود. این تغییرات میتوانند به مدارهای دیگر ارسال شوند تا واکنشهای مختلفی را ایجاد کنند.
فتوسلها برای کاربردهایی مانند کنترل روشنایی، سنجش نور، و سیستمهای امنیتی به کار میروند و به دلیل طراحی ساده و کارایی بالا، در بسیاری از دستگاهها و سیستمهای الکترونیکی استفاده میشوند.

کاربرد فتوسل
فتوسلها یا فتورزیستورها در کاربردهای متنوعی به کار میروند، به دلیل ویژگیهای ساده و قابلیت تغییر مقاومت بر اساس شدت نور. برخی از کاربردهای رایج فتوسلها شامل:
1. سیستمهای روشنایی اتوماتیک:
- روشنایی خیابانی: فتوسلها میتوانند روشنایی خیابانها را بر اساس شدت نور طبیعی کنترل کنند، به طوری که وقتی نور خورشید کم میشود، روشنایی خیابانها روشن میشود.
- چراغهای محیطی: در برخی سیستمهای روشنایی خانه، فتوسلها میتوانند بهطور خودکار چراغها را روشن و خاموش کنند، بر اساس میزان نور محیط.
2. سیستمهای امنیتی:
- سیستمهای هشدار: فتوسلها میتوانند برای تشخیص تغییرات نوری استفاده شوند، مانند ورود افراد به یک منطقه خاص. تغییرات در نور میتواند به عنوان سیگنال هشدار برای سیستمهای امنیتی عمل کند.
3. مدیریت انرژی:
- کنترل روشنایی در ساختمانهای تجاری و مسکونی: فتوسلها میتوانند برای بهینهسازی مصرف انرژی در ساختمانها به کار روند، بهویژه در تنظیمات روشنایی داخلی بر اساس نور طبیعی.
4. سیستمهای کشاورزی:
- کنترل نور در گلخانهها: فتوسلها میتوانند برای تنظیم سیستمهای روشنایی در گلخانهها استفاده شوند تا شرایط نوری مناسب برای رشد گیاهان فراهم شود.
5. سیستمهای اندازهگیری و سنجش:
- تجهیزات آزمایشگاهی: در آزمایشگاهها، فتوسلها میتوانند برای اندازهگیری شدت نور و بررسی ویژگیهای نوری مواد استفاده شوند.
6. دستگاههای الکترونیکی مصرفی:
- دوربینها و حسگرها: فتوسلها ممکن است در دوربینهای دیجیتال و حسگرهای نوری برای کنترل اتوماتیک تنظیمات دوربین و بهینهسازی تصویر استفاده شوند.
فتوسلها به دلیل ویژگیهای کاربردی و هزینه پایین، در بسیاری از سیستمها و دستگاهها به کار میروند و به بهبود عملکرد و بهرهوری انرژی کمک میکنند.

عملکرد مدار الکتریکی فتوسل
مدار الکتریکی فتوسل از فتوسل (فتورزیستور) به عنوان حسگر نور استفاده میکند و بر اساس تغییرات شدت نور، عمل میکند. عملکرد کلی این مدار به شرح زیر است:
اجزای اصلی مدار فتوسل:
- فتوسل (فتورزیستور): این جزء اصلی مدار است که مقاومت آن با تغییر شدت نور تغییر میکند.
- مدار مقایسهکننده (مانند تقویتکننده عملیاتی): برای مقایسه سیگنال فتوسل با یک مرجع.
- ترانزیستور یا رله: برای کنترل بار الکتریکی (مثلاً روشنایی) بر اساس سیگنال فتوسل.
- منبع تغذیه: برای تأمین برق مدار.
عملکرد مدار فتوسل:
- تشخیص نور: فتوسل به عنوان حسگر نور عمل میکند و با تغییر شدت نور، مقاومت آن تغییر میکند. به طور خاص، هر چه نور بیشتر باشد، مقاومت فتوسل کمتر میشود و بالعکس.
- تبدیل مقاومت به ولتاژ: تغییرات مقاومت فتوسل باعث تغییر در ولتاژ خروجی مدار میشود. معمولاً یک تقسیمکننده ولتاژ از فتوسل و یک مقاومت ثابت برای تبدیل تغییرات مقاومت فتوسل به تغییرات ولتاژ استفاده میشود.
- مقایسه ولتاژ: ولتاژ خروجی فتوسل با ولتاژ مرجع در مدار مقایسهکننده (مانند تقویتکننده عملیاتی) مقایسه میشود. وقتی ولتاژ خروجی فتوسل از ولتاژ مرجع بیشتر یا کمتر میشود، مدار مقایسهکننده فعال میشود.
- کنترل بار الکتریکی: خروجی مدار مقایسهکننده میتواند برای فعال کردن یک ترانزیستور یا رله استفاده شود. این ترانزیستور یا رله میتواند بار الکتریکی (مثل روشنایی) را بر اساس تغییرات نور کنترل کند.
- عملکرد نهایی: به عنوان مثال، در یک سیستم روشنایی خیابانی، وقتی نور محیط (مثل نور خورشید) کاهش مییابد، مقاومت فتوسل افزایش مییابد، ولتاژ خروجی تغییر میکند و مدار مقایسهکننده روشنایی خیابان را فعال میکند.
مثال عملی:
در یک مدار ساده فتوسل برای روشنایی اتوماتیک:
- فتوسل به همراه یک مقاومت ثابت به عنوان تقسیمکننده ولتاژ استفاده میشود.
- ولتاژ خروجی به ورودی یک تقویتکننده عملیاتی (که به عنوان مقایسهکننده عمل میکند) متصل میشود.
- وقتی ولتاژ خروجی از فتوسل کمتر از ولتاژ مرجع در تقویتکننده عملیاتی شود، خروجی تقویتکننده فعال میشود و یک ترانزیستور را روشن میکند که به نوبه خود بار (مثل چراغ) را روشن میکند.
این مدار میتواند به راحتی برای کاربردهای مختلفی از جمله کنترل روشنایی، سیستمهای امنیتی، و سایر دستگاههای نوری استفاده شود.
سنسور فتوسل
سنسور فتوسل، که به آن فتورزیستور (LDR – Light Dependent Resistor) نیز گفته میشود، نوعی حسگر است که برای اندازهگیری شدت نور استفاده میشود. این سنسور تغییرات نور را به تغییرات در مقاومت الکتریکی تبدیل میکند، که میتواند در مدارهای مختلف برای کنترل و نظارت استفاده شود.
ساختار و عملکرد سنسور فتوسل:
- ساختار:
- فیلم نیمههادی: سنسور فتوسل معمولاً از مواد نیمههادی مانند سلنیوم، سیلیکون، یا مواد دیگر ساخته میشود. این فیلم حساس به نور است.
- الکترودها: در دو طرف فیلم نیمههادی الکترودهایی قرار دارند که به وسیله آنها ولتاژ به فیلم نیمههادی وارد میشود و یا از آن خارج میشود.
- پوشش محافظ: برای محافظت از فیلم نیمههادی و الکترودها در برابر آسیبهای محیطی و مکانیکی، معمولاً با یک پوشش محافظ شفاف مانند شیشه یا پلاستیک پوشیده میشود.
- عملکرد:
- تغییر مقاومت: فتوسل دارای مقاومت متغیر است که با تغییر شدت نور تغییر میکند. هر چه نور بیشتر باشد، مقاومت فتوسل کمتر میشود و بالعکس.
- تبدیل به ولتاژ: تغییر مقاومت فتوسل باعث تغییر در ولتاژ خروجی میشود. این ولتاژ تغییر یافته میتواند به سایر مدارها ارسال شود تا تغییرات در شرایط نوری را منعکس کند.
کاربردهای سنسور فتوسل:
- کنترل روشنایی:
- چراغهای خیابانی: فتوسلها در چراغهای خیابانی برای روشن و خاموش کردن چراغها بر اساس شدت نور محیط استفاده میشوند.
- روشنایی اتوماتیک: در سیستمهای روشنایی داخلی، فتوسلها میتوانند برای تنظیم روشنایی بر اساس نور طبیعی محیط استفاده شوند.
- مدیریت انرژی:
- تنظیم روشنایی: در ساختمانهای تجاری و مسکونی، فتوسلها میتوانند به بهینهسازی مصرف انرژی کمک کنند، به ویژه در تنظیم روشنایی داخلی بر اساس نور طبیعی.
- سیستمهای امنیتی:
- تشخیص حرکت: فتوسلها میتوانند برای تشخیص تغییرات نوری در سیستمهای امنیتی استفاده شوند تا فعالیتهای مشکوک را شناسایی کنند.
- مدیریت کشاورزی:
- کنترل نور در گلخانهها: در گلخانهها، فتوسلها میتوانند برای تنظیم سیستمهای روشنایی استفاده شوند تا شرایط نوری بهینه برای رشد گیاهان فراهم شود.
- دستگاههای الکترونیکی:
- دوربینها و حسگرها: فتوسلها ممکن است در دوربینهای دیجیتال و حسگرهای نوری برای تنظیمات خودکار و بهینهسازی تصویر استفاده شوند.
نکات مهم:
- دقت و حساسیت: دقت و حساسیت فتوسلها بستگی به کیفیت و ویژگیهای ساخت آنها دارد.
- پاسخدهی به نور: فتوسلها معمولاً به تغییرات ناگهانی نور سریعاً پاسخ میدهند و میتوانند به خوبی تغییرات نور محیط را اندازهگیری کنند.
سنسورهای فتوسل به دلیل سادگی، هزینه پایین، و کاربردهای گسترده، در بسیاری از سیستمها و دستگاهها برای اندازهگیری و کنترل نور استفاده میشوند.
طرح مدار فتوسل
طرح مدار فتوسل میتواند به سادگی یا پیچیدگی متفاوت باشد، بسته به کاربرد مورد نظر. در زیر یک طرح مدار ساده برای استفاده از فتوسل به عنوان حسگر نور برای کنترل یک لامپ را شرح میدهم:
مدار ساده فتوسل برای کنترل لامپ
اجزای مورد نیاز:
- فتوسل (فتورزیستور): حسگر نور
- مقاومت ثابت: برای ایجاد تقسیم ولتاژ
- ترانزیستور: برای کنترل لامپ
- لامپ: بار الکتریکی که کنترل میشود
- منبع تغذیه: تأمین برق مدار
رسم مدار:
- تقسیمکننده ولتاژ:
- فتوسل و یک مقاومت ثابت (مثلاً 10kΩ) به صورت سری به یک تقسیمکننده ولتاژ متصل میشوند.
- یکی از پایههای فتوسل به ورودی مثبت منبع تغذیه (مثلاً 12V) و پایه دیگر آن به یکی از پایههای مقاومت متصل میشود.
- پایه دیگر مقاومت به زمین (GND) متصل میشود.
- ولتاژ میانه بین فتوسل و مقاومت به ورودی پایه بیس ترانزیستور (NPN) متصل میشود.
- ترانزیستور (NPN):
- پایه بیس ترانزیستور به ولتاژ میانه (خروجی تقسیمکننده ولتاژ) متصل میشود.
- پایه کالت ترانزیستور به منفی لامپ متصل میشود.
- پایه امیتر ترانزیستور به زمین (GND) متصل میشود.
- لامپ:
- یک طرف لامپ به مثبت منبع تغذیه متصل میشود.
- طرف دیگر لامپ به پایه کالت ترانزیستور متصل میشود.
نحوه عملکرد مدار:
- در شرایط نوری بالا: فتوسل مقاومت پایینتری دارد و ولتاژ خروجی تقسیمکننده ولتاژ نیز پایین است. این باعث میشود که بیس ترانزیستور در حالت خاموش قرار گیرد و لامپ خاموش بماند.
- در شرایط نوری پایین: فتوسل مقاومت بالاتری دارد و ولتاژ خروجی تقسیمکننده ولتاژ بالا میرود. این ولتاژ بیس ترانزیستور را به اندازه کافی بالا میبرد تا ترانزیستور روشن شود و لامپ روشن شود.
رسم مدار به صورت شماتیک:
+12V
|
|
R1
|
|——(فتوسل)——(بیس ترانزیستور NPN)
|
|
R2
|
|
GND
ترانزیستور NPN:
بیس به ولتاژ میانه
امیتر به GND
کالت به لامپ
لامپ:
+12V —– لامپ —– (کالت ترانزیستور)
این طرح یک مثال ساده است و میتواند بر اساس نیازهای خاص شما تغییر یابد. برای کاربردهای پیچیدهتر، ممکن است به مدارهای اضافی یا اجزای مختلفی نیاز داشته باشید.

دیاگرام مدار فتوسل
دیاگرام مدار فتوسل به صورت شماتیک میتواند بسته به کاربرد متفاوت باشد. در اینجا یک دیاگرام ساده برای مدار فتوسل که برای کنترل یک لامپ استفاده میشود، ارائه میشود:
دیاگرام مدار فتوسل برای کنترل لامپ
اجزای مدار:
- فتوسل (LDR)
- مقاومت ثابت (R1)
- ترانزیستور NPN (Q1)
- لامپ (LAMP)
- منبع تغذیه (Vcc)
دیاگرام شماتیک:
+Vcc
|
|
R1
|
|—- (فتوسل) —-|
| |
| |
| (بیس ترانزیستور Q1)
| |
| |
GND |
|
—
| | (پایه امیتر ترانزیستور Q1 به GND)
—
|
|
(کالت ترانزیستور Q1) —- (یک طرف لامپ)
|
|
LAMP
|
GND
توضیحات:
- فتوسل (LDR) و مقاومت ثابت (R1) به صورت سری به منبع تغذیه متصل شدهاند. ولتاژ میانه بین فتوسل و مقاومت به پایه بیس ترانزیستور NPN (Q1) متصل میشود.
- پایه بیس ترانزیستور NPN به ولتاژ میانه (خروجی تقسیمکننده ولتاژ) متصل است.
- پایه امیتر ترانزیستور به زمین (GND) متصل است.
- پایه کالت ترانزیستور به یکی از پایههای لامپ متصل است. پایه دیگر لامپ به منبع تغذیه (Vcc) متصل میشود.
نحوه عملکرد:
- در شرایط نوری بالا: فتوسل دارای مقاومت پایین است و ولتاژ میانه پایین میباشد. این باعث میشود که ترانزیستور خاموش باشد و لامپ خاموش بماند.
- در شرایط نوری پایین: فتوسل دارای مقاومت بالا است و ولتاژ میانه بالا میرود. این باعث میشود که ترانزیستور روشن شده و لامپ روشن شود.
این دیاگرام نمای سادهای از مدار فتوسل را نشان میدهد و میتواند به راحتی بر اساس نیازهای خاص تغییر یابد.
انواع فتوسل
فتوسلها (فتورزیستورها) در انواع مختلفی وجود دارند که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شدهاند. در اینجا به بررسی انواع مختلف فتوسلها و ویژگیهای آنها میپردازیم:
1. فتوسلهای پایه (Basic Photocells)
- فتوسلهای فتورزیستوری (LDR – Light Dependent Resistor):
- ویژگیها: دارای مقاومت متغیر است که با تغییر شدت نور تغییر میکند. معمولاً از مواد نیمههادی مانند سلنیوم ساخته میشود.
- کاربردها: کنترل روشنایی، سنجش نور، سیستمهای امنیتی.
- فتوسلهای سلنیومی:
- ویژگیها: از سلنیوم ساخته شدهاند و به دلیل ویژگیهای خوبشان در محیطهای نوری مختلف استفاده میشوند.
- کاربردها: سیستمهای روشنایی خودکار، تجهیزات اندازهگیری نور.
2. فتوسلهای نوری (Optical Photocells)
- فتوسلهای فتوترانزیستوری:
- ویژگیها: از ترانزیستورهای نوری برای تبدیل نور به سیگنال الکتریکی استفاده میشود.
- کاربردها: سنسورهای نوری در دوربینها، سیستمهای کنترل نور.
3. فتوسلهای فتوولتائیک (Photovoltaic Cells)
- فتوسلهای سلولهای خورشیدی:
- ویژگیها: انرژی نوری را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند. معمولاً از مواد نیمههادی مانند سیلیکون ساخته شدهاند.
- کاربردها: تولید برق از نور خورشید، شارژ باتریها.
4. فتوسلهای فتوکوندکتیو (Photoconductive Cells)
- فتوسلهای گالیوم آرسنید:
- ویژگیها: حساسیت بالایی به نور دارند و معمولاً در تجهیزات حساس نوری استفاده میشوند.
- کاربردها: سنجش دقیق نور، ارتباطات نوری.
5. فتوسلهای فتوسنسور (Photodetectors)
- فتوسنسورهای سیلیکونی:
- ویژگیها: حساسیت بالایی به نور دارند و برای کاربردهای دقیق نوری طراحی شدهاند.
- کاربردها: سنجش نور در آزمایشگاهها، تجهیزات اندازهگیری.
6. فتوسلهای کادمیوم سولفید (Cadmium Sulfide Cells)
- ویژگیها: دارای مقاومت متغیر است که با تغییر نور تغییر میکند. حساس به نور و مناسب برای کاربردهای عمومی.
- کاربردها: کنترل روشنایی، سنجش نور در محیطهای داخلی و خارجی.
7. فتوسلهای با تکنولوژی پیشرفته
- فتوسلهای CCD (Charge-Coupled Device):
- ویژگیها: برای دریافت و پردازش سیگنالهای نوری بسیار دقیق استفاده میشود.
- کاربردها: دوربینهای دیجیتال، تجهیزات تصویربرداری.
هر نوع فتوسل به دلیل ویژگیهای خاص خود مناسب برای کاربردهای مختلف است. انتخاب فتوسل مناسب بستگی به نیازهای خاص پروژه و ویژگیهای محیطی است که در آن استفاده خواهد شد.
شماتیک مسیر جریان مدار الکتریکی فتوسل (مدار الکتریکی فتوسل چیست؟)
برای درک بهتر مسیر جریان در مدار الکتریکی فتوسل، شماتیک زیر یک نمونه ساده از مدار فتوسل که برای کنترل یک لامپ طراحی شده است، نشان میدهد. این مدار شامل فتوسل، مقاومت ثابت، ترانزیستور، و لامپ است.
شماتیک مسیر جریان مدار فتوسل
+Vcc
|
|
[R1]
|
|—- (فتوسل) —-|—- (بیس ترانزیستور Q1)
| |
| |
| (خروجی تقسیمکننده ولتاژ)
|
GND
ترانزیستور NPN (Q1):
بیس به ولتاژ میانه
امیتر به GND
کالت به لامپ
لامپ:
+Vcc —– (پایه مثبت لامپ)
|
|
(کالت ترانزیستور Q1) —– (پایه منفی لامپ)
|
|
GND
توضیحات:
- فتوسل و مقاومت ثابت (R1):
- فتوسل و مقاومت ثابت به صورت سری به منبع تغذیه (+Vcc) متصل شدهاند.
- خروجی تقسیمکننده ولتاژ بین فتوسل و مقاومت به پایه بیس ترانزیستور (Q1) متصل میشود.
- ترانزیستور NPN (Q1):
- پایه بیس ترانزیستور به ولتاژ میانه (خروجی تقسیمکننده ولتاژ) متصل است.
- پایه امیتر ترانزیستور به زمین (GND) متصل است.
- پایه کالت ترانزیستور به یکی از پایههای لامپ متصل است.
- لامپ:
- یک طرف لامپ به مثبت منبع تغذیه (+Vcc) متصل میشود.
- طرف دیگر لامپ به پایه کالت ترانزیستور (Q1) متصل میشود.
مسیر جریان:
- در شرایط نوری بالا:
- فتوسل دارای مقاومت پایین است.
- ولتاژ میانه خروجی تقسیمکننده ولتاژ به دلیل پایین بودن مقاومت فتوسل، پایین است.
- این باعث میشود که پایه بیس ترانزیستور به اندازه کافی ولتاژ نداشته باشد تا ترانزیستور روشن شود.
- در نتیجه، ترانزیستور خاموش است و جریان از لامپ عبور نمیکند و لامپ خاموش میماند.
- در شرایط نوری پایین:
- فتوسل دارای مقاومت بالا است.
- ولتاژ میانه خروجی تقسیمکننده ولتاژ به دلیل بالا بودن مقاومت فتوسل، بالا میرود.
- این باعث میشود که پایه بیس ترانزیستور به اندازه کافی ولتاژ دریافت کند تا ترانزیستور روشن شود.
- ترانزیستور روشن میشود و جریان از لامپ عبور کرده و لامپ روشن میشود.
این شماتیک نمای سادهای از مسیر جریان در مدار فتوسل را نشان میدهد و میتواند برای کاربردهای مختلفی مانند کنترل روشنایی استفاده شود.
شماتیک روشنایی معابر توسط کنتاکتور و فتوسل
برای طراحی شماتیک مدار روشنایی معابر با استفاده از کنتاکتور و فتوسل، شما معمولاً از فتوسل برای تشخیص نور و کنتاکتور برای کنترل روشنایی خیابانی استفاده میکنید. فتوسل به عنوان حسگر نور عمل میکند و کنتاکتور برای روشن و خاموش کردن لامپهای خیابان بر اساس سیگنال فتوسل عمل میکند.
شماتیک مدار روشنایی معابر با کنتاکتور و فتوسل
اجزای مدار:
- فتوسل (LDR)
- مقاومت ثابت (R1)
- ترانزیستور (Q1)
- کنتاکتور (K1)
- لامپهای خیابان
- منبع تغذیه (Vcc)
دیاگرام شماتیک:
+Vcc
|
|
[R1]
|
|
(فتوسل)
|
|
|—- (بیس ترانزیستور Q1)
|
|
GND
ترانزیستور NPN (Q1):
بیس به ولتاژ میانه
امیتر به GND
کالت به سیمهای کنتاکتور
کنتاکتور (K1):
سیمهای کنترل (COIL)
|
|— (پایه کالت ترانزیستور Q1)
|
|
|— (لامپها)
|
|
+Vcc —– (پایه مثبت لامپها)
|
|
GND —- (پایه منفی لامپها)
توضیحات:
- فتوسل و مقاومت ثابت (R1):
- فتوسل و مقاومت ثابت به صورت سری به منبع تغذیه (+Vcc) متصل شدهاند.
- ولتاژ میانه بین فتوسل و مقاومت به پایه بیس ترانزیستور (Q1) متصل میشود.
- ترانزیستور NPN (Q1):
- پایه بیس ترانزیستور به ولتاژ میانه (خروجی تقسیمکننده ولتاژ) متصل است.
- پایه امیتر ترانزیستور به زمین (GND) متصل است.
- پایه کالت ترانزیستور به سیمهای کنترل کنتاکتور متصل میشود.
- کنتاکتور (K1):
- سیمهای کنترل کنتاکتور به پایه کالت ترانزیستور و منبع تغذیه متصل هستند.
- کنتاکتور دارای ترمینالهای قدرت برای کنترل لامپها است.
- لامپهای خیابان:
- یک طرف لامپها به مثبت منبع تغذیه (+Vcc) متصل است.
- طرف دیگر لامپها به ترمینالهای قدرت کنتاکتور متصل است.
مسیر جریان:
- در شرایط نوری بالا:
- فتوسل دارای مقاومت پایین است.
- ولتاژ میانه خروجی تقسیمکننده ولتاژ پایین است.
- پایه بیس ترانزیستور ولتاژ کافی برای روشن کردن ترانزیستور ندارد.
- ترانزیستور خاموش است، بنابراین کنتاکتور روشن نمیشود و لامپها خاموش میمانند.
- در شرایط نوری پایین:
- فتوسل دارای مقاومت بالا است.
- ولتاژ میانه خروجی تقسیمکننده ولتاژ بالا میرود.
- پایه بیس ترانزیستور به اندازه کافی ولتاژ دریافت میکند و ترانزیستور روشن میشود.
- ترانزیستور روشن میشود و جریان از کنتاکتور عبور کرده و کنتاکتور فعال میشود. این باعث میشود که لامپها روشن شوند.
این شماتیک به شما امکان میدهد که سیستم روشنایی معابر را به طور اتوماتیک بر اساس شدت نور محیط کنترل کنید.