Cảm biến ánh sáng 220V và module cảm biến ánh sáng

Các loại cảm biến ánh sáng dùng quang trở
Các loại cảm biến ánh sáng dùng quang trở

Nguyên lý hoạt động và mạch cảm biến ánh sáng cơ bản

Cảm biến ánh sáng – Tiếng Anh là Brightness Sensor là thiết bị quang điện chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện. Thương dùng quang trở kết hợp với cách linh kiện kiện điện tử thành một bộ mạch cảm biến ánh sáng.

Mạch cảm biến ánh sáng sử dụng quang trở (photoresistor) dựa trên nguyên lý thay đổi điện trở của quang trở khi bị chiếu sáng. Quang trở, còn được gọi là LDR (Light Dependent Resistor), là một loại vật liệu bán dẫn có khả năng thay đổi điện trở dựa vào lượng ánh sáng mà nó nhận được.

Mạch cảm biến nhận biết ánh sáng ngày và đêm
Mạch cảm biến nhận biết ánh sáng ngày và đêm
  • Nếu dùng để nhận biết ban đêm đế bật đèn, thì khi mạch nhận biết có ánh sáng sẽ tắt đèn, khi không có ánh sáng sẽ bật đèn.
  • Còn mạch nhận biết ban ngày thì ngược lại. Bật khi có ánh sáng và tắt khi không có ánh sáng. Nhưng dạng này ít dùng hơn.

Cường độ ánh sáng chiếu vào bao nhiêu thì thay đổi trạng thái sẽ phụ thuộc vào từng loại, có loại có định nhà sản xuất thiết lặp sẵn, như loại Công tắc cảm biến ánh sáng AS-10 220V, AS-20 220V sẽ cố định bật ở 30 lux, tắt khi 150 lux.

3 Các loại cảm biến ánh sáng
3 Các loại cảm biến ánh sáng

Có ba loại cảm biến ánh sáng chính:

  • Photo Resistors – Quang trở: Là loại cảm biến ánh sáng được sử dụng nhiều nhất. Điện trở của nó thay đổi theo cường độ ánh sáng chiếu vào. Điện trở của chất bán dẫn nhạy sáng trong cảm biến thay đổi theo cường độ ánh sáng chiếu vào. Khi ánh sáng tăng thì điện trở giảm và dẫn diện tăng.
  • Photo Diodes – Di-ốt quang: Nguyên lý hoạt động dựa trên hiệu ứng quang học, khi ánh sáng chiếu vào, electron bị nới lỏng, tạo ra lỗ cho dòng điện chạy qua. Độ mạnh của dòng điện tăng theo độ lớn của ánh sáng. Thường gặp ở OPTO quang PC817, PC814.
  • Photo Transistors: Là cảm biến Photodiodes được khuếch đại lên nhiều lần. Được ứng dụng cho các thiết bị yêu cầu độ cảm ứng cao hoặc có kích thước lớn.

Cấu tạo và Mạch cảm biến ánh sáng cơ bản

Mạch cảm biến ánh sáng thường được cấu tạo từ một số linh kiện cơ bản như transistor, điện trở, quang trở, và LED1. Dưới đây là một ví dụ về cách cấu tạo một mạch cảm biến ánh sáng đơn giản:

  • Quang trở (LDR): Quang trở là linh kiện điện tử chế tạo bằng chất đặc biệt có điện trở thay đổi giảm theo ánh sáng chiếu vào. Khi có ánh sáng, điện trở giảm xuống mức thấp vài trăm Ω và có thể dẫn điện.
  • Transistor: Thường dùng nghịch NPN như BC547, S8050, 2N3904… với chức năng tăng dòng cho tính hiệu phân áp từ quang trở và điện trở.
  • Điện trở: Kết hợp với quang trở thành cầu phân áp để điểu khiển transistor.
  • LED: Đèn LED sẽ sáng khi không có ánh sáng và tắt khi có ánh sáng
Mạch cảm biến ánh sáng cơ bản dùng nguồn 5V
Mạch cảm biến ánh sáng cơ bản dùng nguồn 5V

Nguyên lý hoạt động của mạch này như sau:

  • Khi có ánh sáng chiếu vào quang trở, điện trở của quang trở giảm, dòng + 5V chạy qua trở chiết áp R1 và qua quang trở về -5V, điện áp tại chân B trên mạch gần không, transistor S8050 khóa.
  • Khi không có ánh sáng, điện trở của quang trở tăng, làm tăng điện áp tại chân B, khi lớn hơn 0,7V, transistor mở, dẫn điện áp từ chân B về E, đồng thời từ C về E với dòng lớn hơn làm sáng đèn LED.
  • Việc điều chỉnh chiết áp R1 sẽ làm cho transistor khóa mở thay đổi phụ thuộc điện trở của quang trở.

Khi có ánh sáng chiếu vào quang trở, điện trở LDR giảm, dòng IB lớn, VBE (Q1)>0.7, Q1 dẫn, vì vậy điện áp đầu vào đi qua R1 qua cực CE của Q1, dẫn đến VBE (Q2) < 0.7, Q2 đóng, không có dòng qua led, led tắt

Các mạch cảm biến ánh sáng hay dùng

Mạch cảm biến ánh sáng kết hợp bật tắt bằng relay 220V
Mạch cảm biến ánh sáng kết hợp bật tắt bằng relay 220V
Mạch cảm biến ánh sáng có chiết áp điểu chỉnh đô nhạy sáng
Mạch cảm biến ánh sáng có chiết áp điểu chỉnh đô nhạy sáng

 

Công tắc cảm biến ánh sáng 220V và cách nối dây

Bộ cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng AS-20 220V (có thể lắp ngoài trời)

Công tắc Cảm biến ánh sáng AS-20 220V
Công tắc Cảm biến ánh sáng AS-20 220V
Cấu tạo Công tắc Cảm biến ánh sáng AS-20 220V
Cấu tạo Công tắc Cảm biến ánh sáng AS-20 220V
  • Dòng tải tối đa: 10A.
  • Công suất tải tối đa: 2200W.
  • Bật tắt bằng rơ le: Tương thích mọi loại đèn.
  • Cảm ứng ánh sáng: Tự động bật đèn nếu trời tối (<30Lux) và tự động tắt đèn nếu trời sáng (Trên ngưỡng 150 Lux).

Cách nối dây

Cách nối dây công tắc cảm biến ánh sáng 220V
Cách nối dây công tắc cảm biến ánh sáng 220V

Công tắc cảm biến ánh sáng AS-20 220V được sử dụng rộng rãi trong việc tự động bật tắt hệ thống chiếu sáng ngoài trời, đèn đường, hành lang, ban công, đèn sân vườn, lối đi. Dưới đây là hướng dẫn cách nối dây cho công tắc này:

  • Bước 1: Kết nối đầu ra sản phẩm tại 2 vị trí dây màu Đỏ và dây màu Trắng.
  • Bước 2: Kết nối đầu vào sản phẩm với nguồn 220VAC tại 2 vị trí dây Đen và dây Trắng.

Dây trắng là dây chung của nguồn vào và ra.

Lưu ý: Khi làm việc trực tiếp với điện nguồn 220VAC, bạn cần chú ý đến an toàn khi kết nối.

Công Tắc Cảm Biến Ánh Sáng AS-10 220V 10A

Thông số của AS-10 220V y như AS-20, chỉ khác nhau về vỏ ngoài.

Công Tắc Cảm Biến Ánh Sáng AS-10 220V 10A
Công Tắc Cảm Biến Ánh Sáng AS-10 220V 10A
Cấu tạo Công Tắc Cảm Biến Ánh Sáng AS-10 220V 10A
Cấu tạo Công Tắc Cảm Biến Ánh Sáng AS-10 220V 10A

Công tắc cảm biến ánh sáng Relay V3

Công tắc cảm biến ánh sáng Relay 12V
Công tắc cảm biến ánh sáng Relay 12V

Thông số kỹ thuật như sau:

  • Điện áp: 12VDC.
  • Ngõ ra: Rely thường đóng NC, thường mở NC –  220VAC 10A, 35VDC 10A.
  • Cảm biến ánh sáng: Dạng quang trở CDS có dây nối dài.
  • Relay: Điều khiển tải trực tiếp từ 35V đến 250V. Điện AC hoặc DC.
  • Biến trở: Điều chỉnh độ nhạy ánh sáng.

Ngoài ra còn có các loại Cảm biến ánh sáng 12V và 5v, Cảm biến ánh sáng module Arduino.

Bạn có thể xem thêm các đánh giá, thử nghiệm của mình về cảm biến ánh sáng trên kênh Youtube: Hiếu – Tập Làm Kỹ Sư

 

Nguồn tham khảo thêm: Making sense of light sensors – EE Times