Hvað er ljósháð viðnám (LDR)? Vinnuregla, tákn og forrit útskýrð

Ljósháð viðnám (LDR), einnig kallað ljósviðnám, eru mikið notaðir ljósskynjarar sem breyta viðnám í samræmi við lýsingu. Þessir ódýru, óvirku íhlutir mynda stuðning ljósvirkjaðra hringrása eins og sjálfvirkra götuljósa, sólarlampa, viðvörunar og myndavélamæla. Þessi grein útskýrir smíði þeirra, tákn, vinnureglu, forskriftir og forrit og undirstrikar hvers vegna LDR eru áfram virk í rafeindatækni. C1. Yfirlit yfir ljósháð viðnám (LDR) C2. Tákn um ljósháð viðnám (LDR) C3. Smíði ljósháðs viðnáms (LDR) C4. Vinnuregla ljósháðs viðnáms (LDR) C5. Ljósháð viðnám (LDR) í hringrásum C6. Tíðnisvörun ljósháðs viðnáms (LDR) C7. Tæknilýsingar ljósháðs viðnáms (LDR) C8. Einkenni ljósháðs viðnáms (LDR) C9. Tegundir ljósháðs viðnáms (LDR) C10. Prófun á ljósháðu viðnámi (LDR) C11. Ljósháð viðnám (LDR) vs ljósdíóða C12. Ályktun C13. Algengar spurningar [FAQ] 1. Yfirlit yfir ljósháð viðnám (LDR) Ljósháð viðnám (LDR), einnig þekkt sem ljósviðnám, er óvirkur tveggja stöðva rafeindaíhlutur þar sem viðnám breytist með styrk ljóssins sem fellur á það. Ólíkt föstum viðnámum er viðnám þess ekki stöðugt en er mjög mismunandi eftir lýsingu. Í myrkri getur viðnám LDR hækkað í nokkur megaohm, sem takmarkar straumflæði, en í björtu ljósi lækkar viðnám þess í aðeins nokkur hundruð ohm, sem gerir straumi auðveldara að fara yfir. Þessi mikli breytileiki í viðnám gerir LDR mjög áhrifarík í ljósnæmum forritum. Þau eru almennt notuð í rafrásum fyrir sjálfvirk götuljós, þjófaviðvörun, sólarmælingarkerfi og myndavélarljósmæla, þar sem viðbrögð hringrásarinnar eru undir beinum áhrifum af breytingum á umhverfisbirtuskilyrðum. 2. Tákn um ljósháð viðnám (LDR) Á hringrásarmyndum er LDR sýnt sem viðnám með tveimur ská örvum sem vísa í átt að því. • Viðnámstáknið gefur til kynna andstöðu við straum. • Örvarnar tákna komandi ljós. Þessi venja passar við önnur ljósnæm tæki eins og ljósdíóða og ljóssmára. 3. Smíði ljósháðs viðnáms (LDR) Ljósháð viðnám er búið til með ljósleiðandi efnum eins og kadmíumsúlfíði (CdS) eða kadmíumseleníði (CdSe). Þessi efni breyta rafleiðni sinni þegar þau verða fyrir ljósi. Til að hámarka næmni er ljósleiðandi filman venjulega sett í sikksakk eða slöngubraut á keramikbotni, sem eykur yfirborðið sem er tiltækt til að fanga ljós. Lykilhlutar LDR: • Ljósleiðandi lag – CdS eða CdSe filman sem dregur úr viðnám þegar hún er upplýst. • Rafskaut – þunnir málmsnertir á báðum endum brautarinnar til að tengjast ytri hringrásum. • Undirlag – keramikgrunnur sem veitir burðarvirki og hitastöðugleika. Þó að CdS sé enn algengasta efnið, hafa takmarkanir samkvæmt RoHS reglugerðum leitt til þess að þú kannar öruggari valkosti. Nýrri LDR geta notað færri eitraða hálfleiðara, sem gerir þá umhverfisvænni. 4. Vinnuregla ljósháðs viðnáms (LDR) Rekstur LDR byggist á ljósleiðni, þar sem rafleiðni efnis eykst þegar það gleypir ljós. Þegar ljóseindir lenda á ljósleiðandi laginu örvar orka þeirra rafeindir frá gildissviðinu yfir á leiðnisviðið og myndar farsímahleðslubera. Eftir því sem lýsing eykst verða til fleiri burðarefni, sem gerir kleift að auka straumflæði og lækka viðnám tækisins. Aftur á móti, þegar ljósstigið lækkar, myndast færri burðarefni og viðnámið eykst verulega. Þetta beina samband milli ljósstyrks og viðnáms gerir LDR að náttúrulegum ljósskynjara. Breytilegt viðnám þess er auðvelt að þýða yfir í mælanlegar spennu- eða straumbreytingar, sem gerir einföldum hringrásum kleift að bregðast sjálfkrafa við birtustigi umhverfisins án þess að þurfa flókna rafeindatækni. 5. Ljósháð viðnám (LDR) í hringrásum LDR er venjulega tengt í spennuskiptafyrirkomulagi með föstu viðnámi. Þessi uppsetning breytir viðnámsbreytileika LDR í spennumerki sem hægt er að færa til annarra íhluta. Í dagsbirtu fellur viðnám LDR, sem dregur úr útgangsspennu skilrúmsins. Lágt merki sem myndast heldur tengdum smára eða gengi í OFF stöðu og kemur í veg fyrir að lamp eða álag kveiki á. Á nóttunni eykst viðnám LDR verulega og hækkar deilispennuna. Þessi hærri spenna hlutdrægir smára í leiðni, kveikir á genginu og knýr lampann. Í meginatriðum þýðir hringrásin birtustig umhverfisins beint í rofamerki. Þessi einfalda en áhrifaríka nálgun er mikið notuð í sjálfvirkum götuljósum, sólargarðslampum og ljósvirkum viðvörunum, þar sem áreiðanleg kveikja/slökkva stjórn er náð án handvirkrar íhlutunar. 6. Tíðnisvörun ljósháðs viðnáms (LDR) Svörun LDR fer eftir litrófsnæmi efnisins. Hver tegund bregst sterkar við ákveðnum bylgjulengdum ljóss: • CdS (kadmíumsúlfíð): Hámarksnæmi á sýnilegu sviði, um 500–700 nm, sem passar við viðbrögð mannsaugans. Þetta gerir það hentugt fyrir almenna ljósskynjun, götuljós og myndavélar. • PbS (blýsúlfíð): Viðkvæmt aðallega fyrir innrauðri geislun yfir 1000 nm, oft notað í logaskynjara, hitaskynjara og fjarstýrða móttakara. Þannig skilgreinir efnisval notkunina: • Mæling á sýnilegu ljósi → LDR sem byggir á CdS. • Innrauð skynjun → PbS-undirstaða LDR. 7. Tækniforskriftir ljósháðs viðnáms (LDR) LDR eru skilgreindar með nokkrum rafmagns- og sjónbreytum sem ákvarða frammistöðu þeirra í hringrásum. Dæmigerð gildi eru: | Breytu | Dæmigert gildi | Skýringar | | ----------------------------- | ------------- | ----------------------------------------------------------------------------------- | | Hámarks afl leiðni | 200 mW | Fyrir utan þetta getur ofhitnun skemmt efnið. | | Hámarks rekstrarspenna (0 lux) | 200 V | Hámarks spenna leyfð í algjöru myrkri til að koma í veg fyrir bilun. | | Hámarks næmi bylgjulengd | \~600 nm | Passar við gul-appelsínugula svæðið í sýnilegu ljósi, nálægt næmi augna manna. | | Viðnám @ 10 lux | 1,8–4,5 kΩ | Viðnám minnkar eftir því sem lýsing eykst. | | Viðnám @ 100 lux | \~0,7 kΩ | Hentar fyrir ljósstigsgreiningu innanhúss. | | Dark Resistance (eftir 5s) | \~250 kΩ | Viðnámsgildi þegar skynjarinn kemst á stöðugleika í myrkri. | 8. Einkenni ljósháðs viðnáms (LDR) LDR sýnir einstaka rafhegðun sem gerir það aðgreint frá föstum viðnámum: • Viðnám minnkar með birtustigi: Þegar lýsing eykst eykst framleiðsla burðarefnis, sem veldur því að viðnám minnkar verulega. • Mikil dökk viðnám: Í algjöru myrkri getur viðnám náð hundruðum kílóohma til nokkurra megaohma, sem hindrar í raun straum. • Ólínuleg svörun: Sambandið milli ljósstyrks (lux) og viðnáms er ekki í réttu hlutfalli. Litlar breytingar við lágt birtustig valda miklum viðnámsbreytingum en við hátt ljósstig flatnar svörunin út. • Hægur bati: Eftir að ljós hefur verið fjarlægt tekur viðnám tíma að fara aftur í dökkt gildi, sem veldur áberandi seinkun. • Hitastigsháð: Umhverfishiti hefur áhrif á leiðni, þar sem hærra hitastig lækkar viðnám jafnvel við sama ljósstig. 9. Tegundir ljósháðs viðnáms (LDR) LDR er hægt að flokka út frá efninu sem notað er og línulegri svörun þeirra: 10.1 Eftir efni • CdS (kadmíumsúlfíð) LDR: Mest notað, með hámarksnæmi í sýnilega litrófinu. Algengt í ljósmælum, sjálfvirkum götuljósum og myndavélalýsingarkerfum. • PbS (blýsúlfíð) LDR: Viðkvæm fyrir innrauðri geislun, sem gerir þau hentug fyrir logaskynjun, hitaskynjara og IR samskipti. 10.2 Eftir línuleika • Línuleg LDR: Veita næstum beina svörun milli ljósstyrks og viðnáms. Þetta eru sjaldgæfari og aðallega notuð í rannsóknarstofu eða nákvæmni sjóntækjum. • Ólínuleg LDR: Sýndu lógaritmískan feril þar sem viðnám lækkar verulega við lágt lux en jafnast út við háan lux. Þetta er mikið notað í daglegum ljósstýringarforritum vegna hagkvæmni þeirra og framboðs. 10. Prófun á ljósháðu viðnámi (LDR) Fljótleg leið til að sannreyna LDR er að athuga viðnám þess við mismunandi birtuskilyrði með því að nota margmæli sem er stilltur á ohm: • Myrkurpróf: Hyljið LDR alveg eða prófaðu það í dimmu herbergi. Viðnámið ætti að fara upp í hundruð kílóohma eða jafnvel nokkur megaohm, allt eftir tækinu. • Ljóspróf: Láttu LDR verða fyrir björtum ljósgjafa eins og vasaljósi eða sólarljósi. Viðnámið ætti að lækka verulega, oft niður í nokkur hundruð ohm í nokkur kílóohm. Mikil breyting á viðnám milli dökks og upplýsts ástands staðfestir að LDR virkar rétt. Þetta einfalda próf er gagnlegt til að leysa skynjara í rafrásum eins og sjálfvirkum lampum eða viðvörunum. 11. Ljósháð viðnám (LDR) vs ljósdíóða | Eiginleiki | LDR (ljósviðnám) | Ljósdíóða | | ----------------- | ----------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------- | | Gerð tækis | Óvirkur viðnámsskynjari úr ljósleiðandi filmu | Virkur PN-mót hálfleiðari | | Svarhraði | Hægt (ms til sekúndur) – hentar ekki fyrir hröð merki | Mjög hratt (ns til μs) – tilvalið fyrir gagnaflutning | | Ljós svið | Best fyrir sýnilegt ljós (CdS:\~600 nm) | Hægt að hanna fyrir sýnilegt, IR eða UV svið | | Línuleiki | Ólínuleg viðnám vs ljósferill | Línulegri straumur vs ljósstyrkur | | Kostnaður og flækjustig | Mjög lítill kostnaður, einfaldur í notkun | Hærri kostnaður, krefst hlutdrægni og hringrása | | Besta notkunin | Umhverfisljósskynjun, sjálfvirkir lampar, viðvörun | Háhraða sjónsamskipti, strikamerkjaskanna, ljósleiðarar | 12. Niðurstaða LDR sameina einfaldleika, hagkvæmni og áreiðanleika, sem gerir þá að einum vinsælasta ljósskynjaranum í rafeindatækni. Þó að það sé takmarkað af hægari viðbragðstíma samanborið við ljósdíóða, tryggir fjölhæfni þeirra í götuljósum, viðvörunum, skjám og sólartækjum áframhaldandi mikilvægi. Allt frá áhugamálsrásum til iðnaðar sjálfvirkni, ljósviðnám er áfram gagnlegt fyrir hagkvæma ljósskynjun og sjálfvirk stjórnkerfi. 13. Algengar spurningar [algengar spurningar] 13.1 Hver er líftími LDR? LDR geta varað í nokkur ár ef þau eru notuð innan málspennu og aflmarka. Líftími þeirra fer aðallega eftir útsetningu fyrir hástyrks ljósi, hita og raka, sem getur rýrt ljósleiðandi efnið með tímanum. 13.2 Getur LDR virkað í algjöru myrkri? Já, en í myrkri hækkar viðnám LDR í nokkur megaohm og hindrar í raun straum. Þetta gerir það að verkum að það virkar eins og opin hringrás þar til ljós er til staðar. 13.3 Hversu nákvæmir eru LDR skynjarar miðað við ljósdíóða? LDR eru minna nákvæmar og hægari en ljósdíóða. Þau eru tilvalin fyrir almenna ljósskynjun en henta ekki fyrir nákvæmar eða háhraðamælingar, þar sem ljósdíóða býður upp á betri afköst. 13.4 Hafa LDR áhrif á hitabreytingar? Já. Hærra hitastig lækkar viðnám LDR jafnvel undir sama ljósstigi, sem getur valdið lítilli ónákvæmni í rafrásum sem krefjast nákvæmrar ljósskynjunar. 13.5 Get ég notað LDR utandyra? Já, LDR er hægt að nota utandyra í forritum eins og götuljósum og sólarlampum, en þau verða að vera vernduð með veðurheldum girðingum til að koma í veg fyrir raka og UV niðurbrot skynjaraefnisins.