Каталог радиолюбительских схем

1.7 ИЗМЕРЕНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ.

Если подключить фоторезистор ко входу преобразователя напряжение -частота по схеме изображенной на рисунке 1.9 и произвести его калибровку, то получим измеритель освещенности, который может иметь различные применения.

На рис. 1.9. изображена схема включения фоторезистора. При изменении сопротивления фоторезистора от 200 Ом (на свету) до 200 кОм (в темноте) напряжение, поступающее на вход преобразователя напряжение -частота от изображенной схемы изменяется от 0.1 до 4.75 В. Перевод этого напряжения в люмены или другие единицы производится по формуле пересчета. Формула пересчета определяется при сравнении с показаниями эталонного фотометра и может быть записана в программе. Фоторезистор может быть включен вместо резистора R в схеме рис. 1.6. В этом случае надобность в преобразователе напряжение - частота отпадает.

Фотометр может быть построен и на других типах светочувствительных элементов: фотодиоде и фототранзисторе. Фотодиод включается в обратной полярности, вместо фоторезистора, а нагрузочный резистор подбирается для получения выходного напряжения, подходящего для работы преобразователя напряжение - частота. Фототранзистор подключается по схеме диода, когда база и эмиттер соединяются вместе. Нагрузочный резистор всегда приходится подбирать, поскольку все фоточувствительные приборы по разному реагируют на освещенность, дает и дают разный выходной ток. Кроме того, в качестве фотоприемников можно использовать и светодиоды, особенно инфракрасного излучения. Многие из них, например АЛ 106, имеют фокусирующие линзы, что позволяет на основе этих элементов строить остронаправленные приемники света. Наконец, фотоприемник можно изготовить и самостоятельно, если спилить напильником крышку любого транзистора в металлическом корпусе. Делать это нужно осторожно, чтобы не повредить сам кристалл. После удаления крышки выдувают опилки и покрывают полученный фототранзистор прозрачным нитролаком.

Фотодиоды имеют линейную световую характеристику в широком диапазоне освещенностей. Формула зависимости фототока от освещенности имеет вид:

Iф = S*E

где Е - освещенность (люкс),

S - коэффициент чувствительности (мкА/люкс).

Напряжение на нагрузочном резисторе Rн (рис. 1.11) будет равно Uф=Iф*Rн.

Освещенность определяется по формуле:

Е = Uф/(S*Rн) Добавив в программу 1.5 строки:

17 INPUT "S = ";S

18 INPUT "R = ";R

177 PRINT AT 14,6; "LUX:";AT 14,16;" ";

AT 14,16; ((388 - INT(F*K*KD)/0.951)*0.0519)/(S*R)

получим измеритель освещенности. Параметр S соответствующего диода можно найти в справочнике. Фотодиод типа ФД-7к, например, имеет чувствительность 0.47 мкА/лк, а фотодиод типа КФДМ - 0.015 мкА/лк.

Большинство оптоэлекгронных приборов более чувствительны к красной части спектра и, особенно, к инфракрасной. Это делает их весьма подходящими для использования в устройствах на невидимых лучах, таких, например, как охранная сигнализация. В то же время, они могут применяться в устройствах использующих белый свет.

В третьей главе будет описано использование фоточувствительных датчиков в устройстве для фотографии и в охранной сигнализации.