المقاومات المعتمدة على الضوء (LDRs) ، والمعروفة أيضًا باسم مقاومات الضوء أو الخلايا الضوئية ، هي مكونات إلكترونية شائعة الاستخدام في أضواء الشوارع وتطبيقات استشعار الضوء الأخرى. LDRs هي أجهزة سلبية تظهر تغيرات في المقاومة الكهربائية استجابة للتغيرات في شدة الضوء. في هذه الاستجابة ، تمكّن LDRs أضواء الشوارع من ضبط سطوعها تلقائيًا بناءً على ظروف الإضاءة المحيطة. دعنا نتعمق في مبدأ عمل ووظائف LDRs في أضواء الشوارع.
تصنع LDRs عادةً من مادة شبه موصلة ، مثل كبريتيد الكادميوم (CdS) أو كبريتيد الرصاص (PbS) ، والتي تمتلك خاصية تسمى الموصلية الضوئية. تشير الموصلية الضوئية إلى الظاهرة التي تتغير فيها الموصلية الكهربائية لمادة ما عند تعرضها للضوء. تقل مقاومة LDR مع زيادة شدة الضوء الساقط ، والعكس صحيح.
يتضمن البناء الأساسي لـ LDR مادة شبه موصلة ذات مقاومة عالية في ظروف الإضاءة المظلمة أو المنخفضة. المادة محصورة بين قطبين موصلين لتشكيل دائرة بسيطة. عندما لا يسقط ضوء على LDR ، تكون مقاومته عالية ، وتكون الدائرة ذات تدفق تيار ضئيل.
الآن ، دعنا نستكشف عمل LDR في نظام إنارة الشارع:
كشف الضوء: عند وجود ضوء محيط ، تضرب الفوتونات من مصدر الضوء سطح LDR. تثير طاقة الفوتونات مادة أشباه الموصلات ، مما يتسبب في إطلاق إلكترونات مرتبطة ، وبالتالي تقليل مقاومة LDR.
دائرة مقسم الجهد: يتم توصيل LDR بتكوين دائرة مقسم الجهد بمقاوم ثابت. يضمن المقاوم الثابت جهدًا مرجعيًا ثابتًا ، بينما تختلف مقاومة LDR.
تباين جهد الخرج: مع تغير مقاومة LDR ، يتغير الجهد عبره أيضًا. يتناسب هذا الاختلاف مع شدة الضوء الواقعة على LDR. يتم قياس خرج الجهد لدائرة مقسم الجهد عند التقاطع بين LDR والمقاوم الثابت.
آلية التحكم: يتم بعد ذلك تغذية جهد الخرج بآلية تحكم ، والتي يمكن أن تكون دائرة تناظرية أو رقمية. تعمل آلية التحكم هذه على تحليل مستوى الجهد وتحديد ما إذا كان ضوء الشارع بحاجة إلى التشغيل أو الإيقاف أو التعديل.
تعديل الضوء: بناءً على تحليل آلية التحكم ، يتم تعديل سطوع ضوء الشارع وفقًا لذلك. إذا كان مستوى الإضاءة المحيطة منخفضًا ، مما يشير إلى الظلام ، فإن آلية التحكم تقوم بتشغيل ضوء الشارع أو زيادة سطوعه. على العكس من ذلك ، إذا كان مستوى الإضاءة المحيطة مرتفعًا ، فقد تقوم آلية التحكم بتعتيم أو إطفاء ضوء الشارع لتوفير الطاقة.
حلقة التغذية الراجعة: آلية التحكم تراقب باستمرار شدة الضوء من خلال LDR. يقارن الكثافة المقاسة بعتبة محددة مسبقًا ويتحكم ديناميكيًا في تشغيل ضوء الشارع وفقًا لذلك. تضمن حلقة التغذية الراجعة أن ضوء الشارع يستجيب لظروف الإضاءة المتغيرة في الوقت الفعلي.
يوفر استخدام LDRs في أضواء الشوارع العديد من المزايا. أولاً ، يتيح التحكم التلقائي في مصابيح الشوارع بناءً على مستويات الإضاءة المحيطة ، مما يضمن كفاءة الطاقة وتوفير التكاليف. يمكن لأضواء الشوارع أن تضيء الطرق والمسارات فقط عند الضرورة ، مما يقلل من استهلاك الطاقة غير الضروري خلال ساعات النهار. بالإضافة إلى ذلك ، تضمن طبيعة الضبط الذاتي لـ LDRs أن تظل أضواء الشوارع تعمل حتى في ظروف الإضاءة المتقلبة ، مثل الفجر والغسق.
في الختام ، تلعب LDRs دورًا مهمًا في أضواء الشوارع من خلال اكتشاف مستويات الإضاءة المحيطة وتقديم ملاحظات لآليات التحكم. من خلال خصائصها الموصلة الضوئية ، تسمح LDRs لأضواء الشوارع بضبط سطوعها وتشغيلها تلقائيًا. تساهم هذه الوظيفة في كفاءة الطاقة ، وتوفير التكاليف ، وتحسين ظروف الإضاءة في البيئات الخارجية.
