🌗 مدار چراغ اتوماتیک با LDR (فتوسل) — بدون آردوینو
چراغ حیاط که غروب خودش روشن میشود، چراغ خواب بچه که با خاموش شدن لامپ اتاق روشن میشود و چراغهای خیابان که صبح خودشان خاموش میشوند، همه یک ایدهاند: یک حسگر نور به اسم LDR، که در بازار ایران خیلیها «فتوسل» صدایش میکنند، تاریکی را حس میکند و یک ترانزیستور چراغ را روشن میکند. این راهنما مدار چراغ اتوماتیک را بدون آردوینو و فقط با چند قطعهی ارزان میسازد. اول میفهمیم LDR و مقسم ولتاژ چطور کار میکنند، بعد دو نسخهی کامل را با عدد و فرمول میبندیم (تکترانزیستوری و دوترانزیستوری)، حساسیت را با پتانسیومتر تنظیم میکنیم، مشکل چشمک زدن در غروب را با هیسترزیس حل میکنیم و در آخر یک رله اضافه میکنیم تا لامپ بزرگتری روشن شود. همهی این مدارها را در مود سادهی شبیهساز امتحان کردهایم.
LDR یا فتوسل چیست؟
مقاومت نوری (LDR، Light Dependent Resistor یا Photoresistor) یک مقاومت است که مقدارش با نور عوض میشود: نور بیشتر، مقاومت کمتر. روی سطحش یک نوار مارپیچ از سولفید کادمیوم (CdS) هست؛ نور که به آن بتابد، الکترونهای بیشتری آزاد میشوند و جریان راحتتر عبور میکند. قطب ندارد و از هر طرف ببندی کار میکند.
یک نکتهی اسمی: در برقکاری ایران «فتوسل» معمولاً به یک دستگاه کامل گفته میشود که روی تیر چراغ یا سردر خانه نصب میکنند: یک LDR، یک مدار مثل همین مقاله و یک رلهی ۲۲۰ ولتی، همه در یک جعبهی ضدآب. در فروشگاه قطعه، فتوسل همان LDR تنهاست. این مقاله خود مدار را با برق کمولتاژ میسازد.
مقاومت یک LDR رایج مثل GL5528 تقریباً اینطور تغییر میکند (عددها تقریبیاند و از نمونهای به نمونهی دیگر فرق دارند):
| وضعیت نور | شدت نور تقریبی | مقاومت تقریبی LDR |
|---|---|---|
| آفتاب مستقیم | دهها هزار لوکس | کمتر از چند صد اهم |
| اتاق روشن کنار پنجره | چند صد لوکس | حدود ۱ تا ۳ کیلواهم |
| اتاق با نور کم | حدود ۱۰ لوکس | حدود ۱۰ تا ۲۰ کیلواهم |
| گرگومیش غروب | حدود ۱ لوکس | دهها تا بیش از صد کیلواهم |
| تاریکی کامل | نزدیک صفر | ۱ مگااهم یا بیشتر |
در شبیهساز تینکرکد فارسی، وقتی روی LDR میزنی، در پنل ویژگیها یک اسلایدر «نور» از ۰ تا ۱۰۰ درصد میبینی. مقاومت LDR شبیهساز با این اسلایدر اینطور عوض میشود: ۱۰۰٪ حدود ۱ کیلواهم، ۷۰٪ (پیشفرض) حدود ۸ کیلواهم، ۵۰٪ حدود ۳۲ کیلواهم، ۳۰٪ حدود ۱۲۶ کیلواهم و ۰٪ حدود ۱ مگااهم. همهی عددهای «در شبیهساز» این مقاله با همین اسلایدر به دست آمدهاند.
قطعههای مدار چراغ اتوماتیک
| # | اسم فارسی | English | مقدار یا مدل | کارش در مدار |
|---|---|---|---|---|
| ۱ | مقاومت نوری (فتوسل) | LDR / Photoresistor | GL5528 یا مشابه | چشم مدار |
| ۲ | ترانزیستور NPN | NPN Transistor | BC547 یا 2N2222 (برای رله BC337 یا 2N2222) | کلید برقی چراغ |
| ۳ | مقاومت مقسم ولتاژ | Divider Resistor | ۱۰ یا ۴۷ کیلواهم | همراه LDR، نور را به ولتاژ تبدیل میکند |
| ۴ | پتانسیومتر یا تریمپات | Potentiometer / Trimpot | ۴۷ تا ۱۰۰ کیلواهم | تنظیم حساسیت |
| ۵ | LED سفید | White LED | افت ولتاژ حدود ۳ ولت | چراغ |
| ۶ | مقاومت LED | LED Resistor | ۳۳۰ اهم روی ۹ ولت | محدود کردن جریان LED |
| ۷ | باتری ۹ ولت | 9V Battery | یا آداپتور ۹ ولت برای کار دائمی | تغذیه |
| ۸ | رله و دیود (اختیاری) | Relay & Flyback Diode | رلهی ۵ تا ۱۲ ولت و 1N4007 | روشن کردن لامپ بزرگتر |
اصل کار: مقسم ولتاژ (Voltage Divider)
ترانزیستور با «ولتاژ» بیسش روشن و خاموش میشود، ولی LDR «مقاومت» را عوض میکند. پل بین این دو، مقسم ولتاژ است: LDR و یک مقاومت ثابت سری بین مثبت و منفی، و ولتاژ نقطهی وسطشان:
Vout = Vs × Rbottom ÷ (Rtop + Rbottom)
Rbottom مقاومتی است که بین نقطهی وسط و منفی نشسته. حالا مهمترین سؤال مدار: LDR بالا باشد یا پایین؟ با باتری ۹ ولت، مقاومت ثابت ۱۰ کیلواهم و LDR که در نور اتاق ۸ کیلواهم و در تاریکی ۱ مگااهم است:
| چیدمان | ولتاژ وسط در نور اتاق | ولتاژ وسط در تاریکی | نتیجه |
|---|---|---|---|
| LDR بالا (مثبت تا وسط)، مقاومت ثابت پایین | 9 × 10 ÷ 18 = 5 V | 9 × 10 ÷ 1010 ≈ 0.09 V | تاریکی ولتاژ را پایین میبرد؛ مدار حساس به نور (Light-Activated) |
| مقاومت ثابت بالا، LDR پایین (وسط تا منفی) | 9 × 8 ÷ 18 = 4 V | 9 × 1000 ÷ 1010 ≈ 8.9 V | تاریکی ولتاژ را بالا میبرد؛ مدار حساس به تاریکی (Dark-Activated) |
پس اگر نقطهی وسط مستقیم به بیس یک ترانزیستور برود، برای چراغی که در تاریکی روشن شود LDR باید پایین باشد. اگر LDR را بالا بگذاری، مداری ساختهای که در روشنایی روشن میشود؛ آن هم کاربرد دارد (پایینتر در جدول نسخهها آمده)، ولی چراغ خواب نیست. برای حساب سریع مقسمها از ماشینحساب مقسم ولتاژ استفاده کن.
مدار ۱: چراغ اتوماتیک تکترانزیستوری (Dark-Activated Switch)
سادهترین مدار فتوسل با ترانزیستور. سیمکشی:
- مثبت باتری ← مقاومت ۴۷ کیلواهم ← بیس (B) ترانزیستور.
- بیس ← LDR ← منفی باتری.
- امیتر (E) ← منفی باتری.
- مثبت باتری ← مقاومت ۳۳۰ اهم ← آند LED سفید؛ کاتد LED ← کلکتور (C).
چطور کار میکند؟
- روز: LDR در نور روز فقط چند صد اهم تا یکیدو کیلواهم است و بیس را به منفی نزدیک نگه میدارد. ولتاژ بیس زیر حدود ۰٫۶ ولت است، ترانزیستور خاموش و LED خاموش.
- غروب: مقاومت LDR بالا میرود و ولتاژ بیس هم. حدود ۰٫۶ ولت که برسد، کمی جریان به بیس میرود و LED آرام روشن میشود.
- شب: LDR در حد مگااهم است و تقریباً همهی جریان مقاومت ۴۷ کیلواهم به بیس میرود. ترانزیستور تقریباً کاملاً روشن است و LED پرنور.
محاسبه: آستانه و نور LED
آستانهی روشن شدن: ترانزیستور وقتی شروع به روشن شدن میکند که ولتاژ بیس حدود ۰٫۶۵ ولت شود:
Rldr = Rtop × 0.65 ÷ (9 − 0.65) ≈ Rtop ÷ 13
با مقاومت بالای ۴۷ کیلواهم، آستانه حدود 47 ÷ 13 ≈ 3.6 kΩ است؛ یعنی چراغ از وقتی که LDR بیشتر از حدود ۳٫۶ کیلواهم شود (اتاق نسبتاً روشن) کمکم روشن میشود.
جریان LED در تاریکی کامل: با LDR برابر ۱ مگااهم، مقسم را با مدار معادل تونن (Thevenin) ساده میکنیم: Vth = 9 × 1000 ÷ 1047 ≈ 8.6 V و Rth ≈ 45 kΩ. جریان بیس (8.6 − 0.7) ÷ 45000 ≈ 0.18 mA است و با بهرهی حدود ۱۰۰، ترانزیستور تا ۱۸ میلیآمپر را اجازه میدهد. سقف جریان LED هم با مقاومت ۳۳۰ اهم (9 − 3 − 0.2) ÷ 330 ≈ 17.6 mA است. پس LED تقریباً با نور کامل روشن میشود.
معاملهی پنهان: اگر بخواهی چراغ دیرتر و فقط در تاریکی واقعی روشن شود، باید مقاومت بالا را بزرگ کنی. ولی با ۱۰۰ کیلواهم، جریان بیس در تاریکی به حدود ۰٫۰۸ میلیآمپر و جریان LED به حدود ۸ میلیآمپر میرسد: چراغ کمنورتر میشود. یک ترانزیستور تنها نمیتواند هم آستانهی دیر و هم نور کامل بدهد؛ این دلیل وجود مدار ۲ است.
در شبیهساز چه میبینی؟
همین مدار را در مود ساده ببند (مقاومت را روی ۴۷ کیلواهم و LED را سفید تنظیم کن) و اسلایدر نور LDR را جابهجا کن: در ۱۰۰٪ و ۹۰٪ LED خاموش است، از حدود ۸۰٪ شروع به روشن شدن میکند، در ۷۰٪ نیمهروشن است و از ۴۰٪ به پایین تقریباً کامل روشن است. با مقاومت ۱۰۰ کیلواهم، چراغ از زیر ۷۰٪ روشن میشود ولی حداکثر نورش نصف میماند؛ همان معاملهای که حساب کردیم.
مدار ۲: چراغ اتوماتیک دو ترانزیستوری (Two-Transistor Dark Sensor)
این نسخهی کلاسیک «مدار چراغ خیابان» است. ترانزیستور اول (Q1) نور را حس میکند و ترانزیستور دوم (Q2) چراغ را روشن میکند. چون Q1 سیگنال را وارونه میکند، این بار LDR بالا مینشیند:
- مثبت ← LDR ← مقاومت ۱۰ کیلواهم ← بیس Q1؛ بیس Q1 ← مقاومت ۱۰ کیلواهم دیگر ← منفی؛ امیتر Q1 ← منفی.
- مثبت ← مقاومت ۱۰ کیلواهم ← بیس Q2؛ کلکتور Q1 هم به بیس Q2 وصل است.
- امیتر Q2 ← منفی؛ مثبت ← مقاومت ۳۳۰ اهم ← LED سفید ← کلکتور Q2.
چطور کار میکند؟
- روز: LDR کم است و از راه مقاومت سری، جریان کافی به بیس Q1 میرسد. Q1 کاملاً روشن است و کلکتورش، که همان بیس Q2 است، را به حدود ۰٫۱ ولت میکشد. Q2 خاموش و چراغ خاموش.
- شب: LDR زیاد است، ولتاژ بیس Q1 زیر آستانه میرود و Q1 خاموش میشود. حالا مقاومت ۱۰ کیلواهم بالایی آزادانه به بیس Q2 جریان میدهد: Q2 کاملاً روشن و چراغ روشن.
محاسبه
- آستانه: Q1 وقتی خاموش میشود که ولتاژ بیسش زیر حدود ۰٫۶۵ ولت برود، یعنی وقتی مقاومت بالای مقسم (LDR بهعلاوهی ۱۰ کیلواهم سری) از
10k × (9 − 0.65) ÷ 0.65 ≈ 128 kΩبیشتر شود. پس چراغ وقتی روشن میشود که LDR از حدود ۱۲۰ کیلواهم بیشتر شود؛ نزدیک گرگومیش و خیلی دیرتر از مدار ۱ با ۴۷ کیلواهم. - چرا مقاومت سری با LDR؟ در آفتاب، LDR فقط چند صد اهم است. بدون مقاومت سری، دهها میلیآمپر از LDR به بیس Q1 میرفت؛ هم باتری را هدر میداد و هم از توان مجاز LDR بیشتر بود. با ۱۰ کیلواهم، جریان بیس Q1 هیچوقت از
(9 − 0.7) ÷ 10000 ≈ 0.83 mAبیشتر نمیشود که برای روشن نگه داشتن Q1 کاملاً کافی است. - نور چراغ: جریان بیس Q2 در شب
(9 − 0.7) ÷ 10000 ≈ 0.83 mAاست که با بهرهی ۱۰۰ تا حدود ۸۰ میلیآمپر را اجازه میدهد؛ LED با تمام نور روشن میشود و هنوز جا برای یک رله هست. - تیزی کلید: چون بهرهی دو ترانزیستور پشت سر هم ضرب میشود، تغییر کوچکی دور آستانه، Q2 را از خاموش کامل به روشن کامل میبرد. مدار ۱ آرام کم و زیاد میشود؛ مدار ۲ تقریباً «کلید» است.
در شبیهساز: با این عددها، LED از حدود ۳۵٪ نور به بالا کاملاً خاموش و از ۳۰٪ به پایین کاملاً روشن است؛ تغییر بین این دو تقریباً یکباره است. مصرف کل مدار در روز هم فقط ۱ تا ۲ میلیآمپر است.
تنظیم حساسیت با پتانسیومتر
جای مناسب آستانه در هر خانه فرق دارد، پس یکی از مقاومتهای مقسم را قابل تنظیم کن:
- در مدار ۱: مقاومت بالایی را با یک پتانسیومتر ۱۰۰ کیلواهمی (بهشکل مقاومت متغیر، یعنی فقط سر A و سر وسط W) سری با یک مقاومت ۱۰ کیلواهم عوض کن. مقاومت بیشتر یعنی چراغ دیرتر روشن میشود، و البته کمنورتر.
- در مدار ۲: مقاومت ۱۰ کیلواهم بین بیس Q1 و منفی را با یک پتانسیومتر سری با یک مقاومت ۴٫۷ کیلواهم عوض کن. این بار مقاومت بیشتر یعنی چراغ در تاریکی بیشتری روشن میشود؛ در شبیهساز با ۴٫۷ کیلواهم آستانه بین ۴۰ و ۵۰ درصد نور است، با ۱۰ کیلواهم بین ۳۰ و ۴۰ و با ۴۷ کیلواهم بین ۱۰ و ۲۰ درصد. نور چراغ هم عوض نمیشود.
- مقاومت ثابت سری را حذف نکن: وقتی پیچ پتانسیومتر به انتها میرسد، همین مقاومت نمیگذارد بیس مستقیم به مثبت یا منفی بچسبد.
- تنظیم واقعی: در همان غروبی که میخواهی چراغ روشن شود، پیچ را آرام بچرخان تا چراغ تازه روشن شود و همانجا رهایش کن. تریمپات برای این کار عالی است چون یک بار تنظیم میشود و دیگر کسی دستش نمیزند.
چشمک زدن در غروب و هیسترزیس (Hysteresis)
دو چیز چراغ اتوماتیک را در غروب به چشمکزدن میاندازد. اول، نور غروب چند دقیقه دور آستانه بالا و پایین میرود (ابر، چراغ ماشین، سایه). دوم و مهمتر، نور خود لامپ: اگر نور چراغ به LDR برسد، مدار فکر میکند هوا روشن شده و چراغ را خاموش میکند؛ تاریک که شد، دوباره روشن میکند و این حلقه بیپایان است. راهحل اول همیشه این است که LDR را از لامپ دور کنی، رو به آسمان بگذاری و دورش یک لولهی کوچک مات بکشی.
راهحل اصولی، هیسترزیس است: دو آستانهی جدا، یکی برای روشن شدن و یکی برای خاموش شدن، که بینشان مدار وضعیت قبلیاش را نگه میدارد. سادهترین راهش یک تایمر ۵۵۵ است که بهشکل «اشمیت تریگر» (Schmitt Trigger) بسته شود:
- پایههای ۴ و ۸ به مثبت، پایهی ۱ به منفی، و یک خازن ۱۰ نانوفاراد از پایهی ۵ به منفی (برای نویز).
- LDR از مثبت تا نقطهی X؛ مقاومت ۴۷ کیلواهم از X تا منفی؛ X به پایههای ۲ و ۶ که به هم وصلاند.
- پایهی ۳ (خروجی) ← مقاومت ۳۳۰ اهم ← LED ← منفی.
۵۵۵ وقتی ولتاژ پایهی ۲ زیر یکسوم ولتاژ تغذیه برود خروجی را HIGH میکند و وقتی پایهی ۶ از دوسوم بالاتر برود LOW. با ۹ ولت یعنی ۳ و ۶ ولت. حساب کنیم:
- روشن شدن:
9 × 47 ÷ (47 + Rldr) < 3یعنی LDR بیشتر از ۹۴ کیلواهم (تاریکی غروب). - خاموش شدن:
9 × 47 ÷ (47 + Rldr) > 6یعنی LDR کمتر از حدود ۲۳ کیلواهم (هوای واقعاً روشن). - بین این دو: خروجی همان میماند که بود؛ پس سایهی یک ابر یا کمی نور لامپ دیگر چراغ را خاموش نمیکند.
خروجی ۵۵۵ تا حدود ۲۰۰ میلیآمپر جریان میدهد و میتواند یک رلهی کوچک را هم (با دیود هرزگرد) مستقیم راه بیندازد. در شبیهساز میتوانی این مدار را ببندی و روشن و خاموش شدنش را با اسلایدر نور ببینی؛ «حافظه»ی بین دو آستانه را روی بردبورد واقعی، با پوشاندن و باز کردن آرام LDR، بهتر میبینی. اگر ۵۵۵ برایت تازه است، مدار تایمر ۵۵۵ پایهها و حالتهایش را کامل توضیح داده است.
دو راه دیگر برای هیسترزیس: خود رله که جریان چسبیدنش از جریان رها شدنش بیشتر است و کمی هیسترزیس طبیعی دارد، و یک خازن چندده میکروفارادی بین بیس Q1 و منفی در مدار ۲ که تغییرهای سریع (مثل چراغ ماشینی که رد میشود) را نادیده میگیرد.
افزودن رله برای لامپ بزرگتر
LED کوچک را ترانزیستور مستقیم روشن میکند، ولی برای یک لامپ ۱۲ ولتی با آداپتور جدا رله لازم است. در مدار ۲، LED و مقاومتش را بردار و اینها را بگذار:
- مثبت ← سیمپیچ رله ← کلکتور Q2؛ یک دیود موازی سیمپیچ، کاتد به مثبت.
- مقاومت بالای بیس Q2 را از ۱۰ به ۴٫۷ کیلواهم کم کن تا جریان بیس حدود ۱٫۸ میلیآمپر شود؛ سیمپیچ ۷۰ اهمی روی ۹ ولت حدود ۱۲۵ میلیآمپر میکشد.
- برای Q2 ترانزیستوری با ظرفیت چند صد میلیآمپر مثل BC337 یا 2N2222 بگذار؛ BC547 با سقف ۱۰۰ میلیآمپر برای این کار کم است.
- COM و NO رله، مدار لامپ را با منبع خودش قطع و وصل میکنند.
چرا مدار ۱ برای رله کافی نیست؟ جریان بیس آن در تاریکی حداکثر حدود ۰٫۱۸ میلیآمپر است، یعنی حدود ۱۸ میلیآمپر برای سیمپیچ؛ خیلی کمتر از چیزی که رله برای چسبیدن لازم دارد. در شبیهساز هم همین را میبینی: نسخهی تکترانزیستوری با رله هیچوقت نمیچسبد، ولی نسخهی دو ترانزیستوری زیر ۳۰٪ نور رله را میچسباند و بالای حدود ۳۵٪ رها میکند. جزئیات کامل درایور رله، دیود و NO و NC در مدار رله آمده است.
ساخت مدار چراغ اتوماتیک در شبیهساز تینکرکد فارسی
همهی این مدارها بدون کد و در مود «ساده» ساخته میشوند؛ قطعهها و درسها رایگاناند و بچهها از حدود ۷ سالگی (با کمی کمک) میتوانند شروع کنند.
- درس: درس چراغ خواب خودکار در دورهی برق، LDR، مقسم ولتاژ و ترانزیستور را در سه قدم معرفی میکند.
- مقسم نوری را اندازه بگیر: پروژهی مقسم نوری (Light Divider) یک LDR، یک مقاومت ۱۰ کیلواهم و مولتیمتر دارد. اسلایدر نور را تکان بده و عدد ولتاژ وسط را با جدول بالا مقایسه کن.
- پروژهی آماده را بررسی کن: چراغ خواب خودکار (Automatic Night Light) را باز کن، روی LDR بزن و اسلایدر نور را از ۱۰۰٪ تا ۰٪ بکش. ببین LED در کدام سمت روشن است و با قانون «LDR بالا یا پایین؟» توضیحش بده.
- مدار ۱ و ۲ را خودت ببند و رفتارشان را با عددهای این مقاله مقایسه کن. اگر مدارت برعکس رفتار کرد (در روشنایی روشن شد)، جای LDR و مقاومت را عوض کن.
- ولتاژ بیس را ببین: یک مولتیمتر در حالت ولت بین بیس و منفی بگذار و اسلایدر را آرام عوض کن؛ لحظهای که عدد از حدود ۰٫۶ ولت رد میشود، همان لحظهی روشن شدن چراغ است.
برای چند چراغ همزمان، پروژهی باغچهی شب (The Night Garden) سه LED را با یک ترانزیستور راه انداخته است؛ هر LED مقاومت خودش را دارد.
نسخهی آردوینو، در یک نگاه
با آردوینو، LDR و یک مقاومت ۱۰ کیلواهم به ورودی آنالوگ A0 میروند و تصمیم را کد میگیرد: دو آستانهی جدا، تأخیر و حتی کم و زیاد کردن نور با PWM. این نسخه را مفصل در پروژه چراغ خواب هوشمند با آردوینو ساختهایم و نمونهی آمادهاش مدار چراغ شب آردوینو است. سیمکشی و کد LDR در محیط ووکوی هم در سنسور نور LDR با آردوینو آمده است.
نسخهها و مدارهای مشابه
| # | اسم فارسی | English | ایده |
|---|---|---|---|
| ۱ | مدار چراغ خواب اتوماتیک | Automatic Night Light | مدار ۱ یا ۲ همین مقاله با یک LED سفید یا زرد |
| ۲ | مدار حساس به نور | Light-Activated Switch | LDR بالا در مدار تکترانزیستوری؛ با رسیدن نور روشن میشود، مثلاً هشدار باز شدن کشوی تاریک یا زنگ بیدارباش صبح |
| ۳ | چراغ حیاط با رله | Dusk-to-Dawn Lamp | مدار ۲ یا ۵۵۵ با رله و لامپ کمولتاژ |
| ۴ | فتوسل با ۵۵۵ | 555 Dark Detector (Schmitt) | دو آستانه و بدون چشمک |
| ۵ | فتوسل با آپامپ | Op-amp Comparator Light Sensor | یک آپامپ LM358 ولتاژ مقسم را با ولتاژ یک پتانسیومتر مقایسه میکند؛ با یک مقاومت فیدبک مثبت، هیسترزیس هم میگیرد |
| ۶ | دزدگیر لیزری | Laser Tripwire Alarm | نور یک لیزر کوچک روی LDR؛ قطع شدن پرتو، بازر را روشن میکند |
| ۷ | ترمین نوری | Light Theremin | LDR صدای بازر را با نور عوض میکند؛ پروژهی ترمین نوری |
| ۸ | چشمکزن شب | Night-Time Flasher | مدار فتوسل، تغذیهی یک چشمکزن ۵۵۵ را وصل میکند؛ بیشتر در چشمکزن ۵۵۵ |
| ۹ | ردیاب خورشید | Sun Tracker | دو LDR و یک سروو؛ نسخهی آردوینویی |
اشتباههای رایج در مدار فتوسل
| اشتباه | نشانه | راهحل |
|---|---|---|
| جای LDR و مقاومت برعکس | چراغ در روز روشن و در شب خاموش | در مدار تکترانزیستوری LDR پایین؛ در دو ترانزیستوری LDR بالا |
| LDR رو به لامپ | چشمک زدن در غروب | LDR را دور و رو به آسمان بگذار؛ هیسترزیس اضافه کن |
| مقاومت بالای خیلی کوچک در مدار ۱ | چراغ همیشه روشن است | مقاومت بزرگتر یا پتانسیومتر |
| مقاومت بالای خیلی بزرگ در مدار ۱ | چراغ کمنور است | مدار ۲ را بساز |
| بیس مستقیم به مثبت (پتانسیومتر در انتها) | ترانزیستور داغ میشود | یک مقاومت ثابت سری با پتانسیومتر |
| LED بدون مقاومت | LED یک لحظه پرنور و بعد خاموش برای همیشه | مقاومت ۳۳۰ اهم سری LED |
| پایههای ترانزیستور جابهجا | هیچ واکنشی به نور نیست | ترتیب E، B، C را از دیتاشیت بخوان |
| رله بدون دیود | ترانزیستور بعد از مدتی خراب میشود | دیود موازی سیمپیچ |
| باتری ۹ ولت برای کار همیشگی | باتری زود تمام میشود | آداپتور (حساب پایین جدول) |
دربارهی آخری: یک باتری ۹ ولت قلیایی حدود ۵۰۰ میلیآمپرساعت ظرفیت دارد. LED با ۱۸ میلیآمپر آن را در حدود یک شبانهروز خالی میکند و مدار ۲ حتی در روز هم ۱ تا ۲ میلیآمپر برای روشن نگه داشتن Q1 مصرف میکند. برای کار دائمی، آداپتور بهترین دوست این مدار است.
نکتههای ایمنی
- این مدارها با باتری یا آداپتور تا ۱۲ ولت ساخته میشوند. برای لامپ ۲۲۰ ولتی سردر و حیاط از فتوسل آماده و استاندارد استفاده کن و نصبش را به برقکار بسپار.
- LDRهای معمولی کادمیوم دارند: نشکنشان، نسوزانشان و بعد از کار دستهایت را بشوی. برای محصول نهایی، فوتوترانزیستور یا سنسور نور دیجیتال جایگزین بدون کادمیوم است.
- در نسخهی رلهدار، دیود هرزگرد را فراموش نکن و قبل از جابهجا کردن هر سیم، تغذیه را قطع کن.
سؤالهای رایج
فتوسل با LDR فرق دارد؟
LDR یا مقاومت نوری خود حسگر است: مقاومتی که در نور کم و در تاریکی زیاد میشود. در بازار ایران به LDR هم فتوسل میگویند، ولی فتوسل برقکاری معمولاً یک دستگاه کامل ۲۲۰ ولتی است که LDR، مدار و رله را با هم دارد و چراغ سردر یا خیابان را روشن میکند.
چرا مدار چراغ اتوماتیک من در روشنایی روشن میشود؟
احتمالاً جای LDR و مقاومت ثابت را عوض بستهای. در مدار تکترانزیستوری، برای روشن شدن در تاریکی مقاومت ثابت یا پتانسیومتر باید بین مثبت و بیس باشد و LDR بین بیس و منفی. در نسخهی دو ترانزیستوری قضیه برعکس است، چون ترانزیستور اول سیگنال را وارونه میکند.
حساسیت مدار فتوسل را چطور تنظیم کنم؟
یکی از مقاومتهای مقسم ولتاژ را با پتانسیومتر یا تریمپات عوض کن و در غروب پیچ را آرام بچرخان تا چراغ درست در همان تاریکی که میخواهی روشن شود. یک مقاومت ثابت چندکیلواهمی هم سری با پتانسیومتر بگذار تا در انتهای مسیر، بیس مستقیم به مثبت یا منفی وصل نشود.
چرا چراغ اتوماتیک در غروب چشمک میزند؟
چون نور غروب آرام کم میشود و ولتاژ بیس مدتی دور آستانه میماند. اگر نور خود لامپ هم به LDR برسد، مدار با نور خودش خاموش و دوباره روشن میشود. LDR را از لامپ دور و رو به آسمان بگذار و برای حل کامل از هیسترزیس، مثلاً ۵۵۵ بهشکل اشمیت تریگر، استفاده کن.
میتوانم با این مدار لامپ ۲۲۰ ولت روشن کنم؟
بهصورت خودساخته نه. این مدار برای LED و لامپهای کمولتاژ با باتری یا آداپتور است. برای لامپ برق شهر از فتوسل آماده و استاندارد استفاده کن که برقکار نصبش کند.