Par Jeremy Cook
L’éclairage électrique requiert de l’énergie. Si vous êtes dans une situation où l’électricité est limitée (par exemple, si vous utilisez un appareil à piles), vous ne voulez pas gaspiller une énergie précieuse lorsque le temps est ensoleillé ou lorsque d’autres lumières brillent déjà. Dans cette publication, nous allons construire un circuit de capteur de lumière pour permettre à une LED de s’éteindre automatiquement lorsqu’elle détecte de la lumière.
Circuit de capteur de lumière : LDR, Transistor, Résistance
Pour cette expérience, vous aurez besoin des composants suivants. Les valeurs utilisées sont indiquées entre parenthèses mais peuvent varier en fonction de la tension d’entrée et des composants disponibles :
- Transistors NPN [2N2222A]
- (2) Résistances [R1 = 102Ω, R2 = 5,1 kΩ]
- Voyant [rouge]
- LDR
- Source de tension [5 V]
Constituez votre circuit selon le schéma « DARK DETECT » ci-dessous. Lorsqu’elle est correctement mise en œuvre, le voyant s’allume en l’absence de lumière. Lorsque suffisamment de lumière brille sur la LDR, le voyant s’éteint.
Schéma du circuit de la lumière : inversez R2 et LDR pour détecter la lumière ou l’obscurité
Explication du circuit de capteur de lumière
Lorsque la lumière éclaire la LDR, sa résistance électrique passe de plusieurs MOhm dans l’obscurité totale à 100 Ohm avec une lumière suffisante. La LDR et R2 agissent comme des diviseurs de tension, la tension à VX étant dictée par VX = VDC * RLDR / (RLDR + R2). Le courant commence à circuler du collecteur (3) vers l’émetteur (1) lorsque la tension VX/base est suffisamment élevée (environ 0,6 VDC pour mon installation). Lorsqu’il est actif, le courant traverse la LED et le transistor, inhibé par R1 pour protéger la LED.
Pour modifier dynamiquement le point d’allumage de la LED, vous pouvez utiliser une résistance variable (syntonisation) pour R2. Au fur et à mesure que sa résistance augmente, une plus grande résistance de la LDR, et donc un niveau de lumière plus faible, est nécessaire pour atteindre une tension (VX) suffisante pour activer le transistor et allumer la LED.
Détection de l’obscurité | Par Jeremy Cook
Inversement, vous pouvez inverser la position de R2 et de la LDR pour allumer la LED avec suffisamment de lumière. Dans cette situation, comme la résistance de la LDR diminue avec plus de lumière, la chute de tension de VX à la masse devient plus élevée. Lorsque VX devient suffisamment élevé, il permet au courant de circuler dans la LED.
Microcontrôleurs, amplificateurs opérationnels et contrôle des « objets »
Allumer une LED en fonction de l’éclairage ambiant est certainement utile pour l’illumination. Cependant, ce type de configuration de circuit de résistance dépendant de la lumière peut être appliqué dans d’autres cas.
Une entrée de tension différentielle (provenant d’une LDR ou autre) peut être utilisée avec un amplificateur opérationnel pour la commutation au lieu d’un seul transistor. Vous pouvez également utiliser un microcontrôleur (ou d’autres dispositifs informatiques dotés d’un convertisseur analogique-numérique) pour actionner des équipements en fonction de l’éclairage ambiant. Nous expliquons comment utiliser un tel capteur avec une configuration de microcontrôleur Arduino ici.
La mesure de la lumière (ou de son absence) peut être utilisée pour la détection de présence ou pour faire passer des signaux tout en maintenant une isolation électrique. À l’aide de ressources informatiques locales, les données peuvent même être envoyées dans le Cloud et amalgamées avec d’autres dispositifs de détection, ce qui permet des possibilités de contrôle uniquement limitées par votre imagination. Ce n’est pas mal pour un capteur extrêmement simple et peu coûteux !
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