🌱 Sensor-Actuator 5. Quang điện trở - LDR
Bài viết này mình sẽ giới thiệu với các bạn một loại cảm biến khá phổ thông dùng để đo ánh sáng, đó là cảm biến Quang điện trở - LDR (Light-Dependent Resistor). Đây là một loại cảm biến rất thông dụng, giá rẻ, và được sử dụng nhiều trong các ứng dụng thực tế.
👉 Quang điện trở LDR
💬 Quang điện trở có nhiều tên gọi khác như Quang trở, photoresistor, photocell là một trong những linh kiện được tạo bằng một chất đặc biệt có thể thay đổi điện trở khi ánh sáng chiếu vào. Về cơ bản, bạn có thể hiểu nó là một tế bào quang điện được hoạt động dựa theo nguyên lý quang dẫn, và có điện trở thay đổi theo cường độ ánh sáng.
💬 Về ứng dụng thì Quang trở được sử dụng rất nhiều trong thực tế: các mạch cảm biến ánh sáng, đèn ngủ, đèn hành lang tự động bật tắt, đèn đường tự động, báo động ánh sáng, đồng hồ ngoài trời, hoặc kết hợp với một đèn laze để đo vận tốc, phát hiện vật thể trong các băng tải, …
💬 Chủ yếu được sử dụng phổ biến trong nhiều ứng dụng như vậy vì các ưu điểm của Quang điện trở, đó là:
- Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng,
- Độ nhạy ánh sáng cao,
- Rải đo rộng,
- Và đặc biệt là giá thành cực kỳ rẻ.
(Các bạn có thể tham khảo giá của Quang trở trên thị trường, hiện tại trên kênh shopee của Lập trình Nhúng A-Z đang có giá là 5000đ/8 con)
👉 Cấu tạo và cách hoạt động
💬 Cấu tạo
Thành phần chính để tạo nên quang trở đó chính là Cadmium Sulphide (CdS) được sử dụng là chất quang dẫn, thường không chứa hoặc có rất ít các hạt electron khi không được ánh sáng chiếu vào.
Một Quang trở khi được đóng gói sẽ có thêm 2 màng kim loại và được đặt trong một hộp nhựa có thể giúp tiếp xúc được với ánh sáng, và cấu tạo theo hình tròn dẹt để có thể tiếp xúc tối đa với ánh sáng chiếu vào (như hình ảnh bên dưới).
💬 Nguyên lý hoạt động
Từ cấu tạo, chúng ta có thể suy luận ra nguyên lý hoạt động của một quang trở.
- Khi không có ánh sáng chiếu vào, Quang trở thường không chứa hoặc có rất ít các hạt electron, vì vậy lúc này nó sẽ dẫn điện kém, tương đương với việc điện trở bản thân nó lúc này khá cao, lên đến vài MΩ (Mega-Ohm).
- Ngược lại, nếu như có ánh sáng chiếu vào mạnh thì số lượng electron tăng lên, Quang trở trở nên dẫn điện tốt, và điện trở có thể giảm xuống đến vài trăm Ω (Theo mình test thì khoảng 200Ω khi đặt sát bóng đèn học).
👉 Ví dụ ứng dụng
Có nhiều ứng dụng có thể triển khai LDR như các ứng dụng kể trên. Mình sẽ đưa ra một số ứng dụng thường sử dụng như sau:
💬 Phát hiện ánh sáng/bóng tối
Loại này thường dùng phổ thông nhất, với các loại LDR rẻ tiền, độ chính xác không cao, và biểu đồ thay đổi không tuyến tính, thì chúng ta có thể dùng nó như một cảm biến digital (Tức là chỉ phát hiện có ánh sáng rõ hoặc là bóng tối). Ứng dụng là với đèn ngủ, đèn hành lang, đèn đường tự động bật tắt, hoặc kết hợp 1 laze để phát hiện vật cảm.
Về sơ đồ mạch thì các bạn có thể tham khảo để thiết kế theo như trên mạng nhé, mình tham khảo và đưa về 2 mạch sau:
👉 Mạch bật tắt LED thông thường
👉 Mạch bật tắt đèn công suất lớn
💬 Đo cường độ ánh sáng
Với loại Quang trở "xịn xò" hơn và thay đổi tuyến tính thì chúng ta có thể dùng nó để đo tương đối chính xác cường độ ánh sáng.
👉 Video giao tiếp Quang trở với Vi điều khiển AVR-ATMega32
Dưới đây là một Project mình từng làm, để các bạn thấy độ chính xác và ổn định của Quang trở - hàng xịn 😂
💚 Kênh Youtube Lập trình - Điện tử 💚
Để nhận được những bài học miễn phí mới nhất nhé 😊
Chúc các bạn học tập tốt 😊
0 Nhận xét