Báo cáo cấu kiện điện tử: Mạch cảm biến ánh sáng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỀ TÀI: MẠCH CẢM BIẾN ÁNH SÁNG

Giảng viên hướng dẫn:
Nhóm thực hiện
Thành viên

:
:

Hồng Quang Huy
Nhóm 1

Nguyễn Hồng Cơng Minh - 20172688

Nguyễn Thanh Phong – 20172744

Ngày 25 tháng 4 năm 2019


Lời nói đầu
Là sinh viên ngành Điện tử-Viễn thơng, để nâng cao hiểu biết và làm quen với những
đặc tính của mơn học, chúng em đã tìm hiểu và nghiên cứu làm một sản phẩm cơ bản dựa
trên sự hướng dẫn của thầy, đó là ý tưởng: “Mạch cảm biến ánh sáng”. Mục tiêu của đề tài
là tạo nên một sản phẩm với giá thành thấp nhưng đi kèm với đó là rất nhiều cơng dụng
như tiết kiệm điện năng tiêu thụ, tối ưu hóa và khiến cuộc sống chúng ta trở nên đơn giản
hơn. Cùng với đó khi làm đề tài này, chúng em sẽ có thêm kiến thức, hiểu về transistor
nhiều hơn. Ứng dụng những kiến thức đã học về transistor trong học phần “cấu kiện điện
tử” để hiểu được nguyên lý, ứng dụng của transistor trong các mạch thực tế.

Vì đây là lần đầu được thực hành viết báo cáo, mặc dù đã rất cố gắng nhưng có lẽ sẽ
khơng thể tránh khỏi những thiếu sót nên em mong nhận được những lời phê bình cũng
như đóng góp quý báu của thầy.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!


Mục lục
I. Giới thiệu sản phẩm............................................................................................ 2
II.

Linh kiện trong mạch....................................................................................... 2

III. Sơ đồ khối......................................................................................................... 3
IV. Chi tiết từng khối............................................................................................. 4
V.

Sơ đồ nguyên lý................................................................................................ 7

VI. Sơ đồ lắp ráp..................................................................................................... 8
VII.

Chỉ tiêu kỹ thuật............................................................................................ 8

VIII. Kết quả sản phẩm.......................................................................................... 9
IX. Tài liệu tham khảo.......................................................................................... 11

1


I. Giới thiệu sản phẩm

Mạch cảm biến ánh sáng là mạch cảm biến thông minh, cảm nhận sự thay đổi
của môi trường thông qua độ sáng tối bằng quang trở LDR. Mạch sử dụng nguồn
điện một chiều để hoạt động, dùng quang trở LDR để cảm nhận sự thay đổi của
ánh sáng. Mạch rất nhỏ gọn nên sẽ tiện lắp đặt cũng như tiết kiệm không gian
trong căn nhà. Mạch cảm biến thường được gắn với các loại đèn hoặc công tắc
dùng bật đèn tự động hoặc mở các thiết bị khác hoàn toàn tự động.

II. Linh kiện trong mạch

Tên linh kiện

Số lượng

Quang trở

01

Điện trở 330R

02

Điện trở 1k

01

Điện trở 4k7

01

Transistor BC547

02

Led

01

III. Sơ đồ khối
2


Tác nhân ở đây là ánh sáng tự nhiên(ánh sáng mặt trời), ánh sáng nhân tạo(đèn
điện) hoặc từ những nguồn sáng khác. Trong khi đó Khối nguồn có nhiệm vụ
cung cấp nguồn điện cho mạch, ở đây là nguồn pin một chiều 6V. Khối cảm biến
có chức năng biến tín hiệu ánh sáng từ tác nhân thành những tín hiệu điện. Khối
hiển thị ta sử dụng đèn Led.

IV.

Chi tiết từng khối
3


Các khối ở trong mạch đều chiếm một vai trò hết sức quan trọng giúp tạo lên
một mạch Led cảm biến ánh sáng hoàn chỉnh sự thiết kế các khối chọn linh kiện
phù hợp là một yếu tố quan trọng quyết định độ bền và chất lượng của sản phẩm

IV.1. Khối nguồn
Khối nguồn gồm một nguồn 5V. Khối nguồn này sẽ cung cấp năng lượng và
ni tồn bộ mạch Led cảm biến cụ thể khối nguồn này sẽ nuôi cả khối cảm biến

và hiển thị cung cấp điện năng cho tồn bộ mạch hoạt động, sau đây là hình ảnh
cho nguồn 5V

Và sau khi tham khảo giá thành thì chúng em đã quyết định sử dụng pin để làm
khối nguồn.

IV.2. Khối hiển thị
Gồm 1 LED thường màu đỏ. Đỏ là một trong những màu sắc được chọn làm
màu của đèn ngủ vì chúng tạo cho chúng ta cảm giác dễ chịu hơn so với các màu
sắc sáng chói khác như vàng hay xanh…

4


Giá thành
Đặc điểm

LED siêu sáng
2500đ/ 5 bóng
Ánh sáng mạnh, chói
mắt, tỏa nhiều nhiệt

LED thường
1875đ/ 5 bóng
Ánh sáng nhẹ, màu đỏ
dịu, tỏa ít nhiệt

IV.3. Khối cảm biến
Đây là khối quan trọng nhất. Cảm biến được dùng ở đây là cảm biến
quang trở cds 5mm. Nguyên lí làm việc: Quang điện trở (LDR) là một loại

cảm biến đơn giản nguyên tắc hoạt động dựa trên ngun lí quang điện
trong vậy lên nó có ứng dụng là cảm biến ánh sáng
Khi khơng có nguồn sáng, quang trở đóng vai trị như một điện trở với giá trị
rất lớn và không thể dẫn điện. Tuy nhiên, khi có nguồn sáng, các hạt photon ánh
sáng sẽ đẩy các electron trong khối chất bán dẫn khiến chúng trở thành các
electron tự do di bên trong khối chất đó, và đương nhiên khi đó quang trở sẽ trở

5


thành một dây dẫn điện. Vì vậy, nhóm chúng em quyết định sử dụng quang trở
CDS 5mm.

IV.4. Khối tác nhân
Tác nhân ở đây là nguồn sáng nhân tạo hoặc các nguồn sáng tự nhiên,
thường là ánh sáng mặt trời

6


V.

Sơ đồ nguyên lý

Nguyên lý làm việc: Khi chặn ánh sáng chiếu vào LDR, thì điện trở LDR là
rất lớn nên transistor Q1 khơng dẫn cịn transistor Q2 dẫn, do đó có dịng điện
chạy qua LED D1, LED D1 sáng. Khi chiếu ánh sáng vào LDR, thì điện trở
LDR rất bé nên transistor Q1 dẫn cịn transistor Q2 khơng dẫn, do đó khơng
có dịng chạy qua LED D1, LED D1 tắt. Bạn có thể thay đổi giá trị R2 để thay
đổi độ nhạy của mạch

7


VI.

VII.

Sơ đồ lắp ráp

Chỉ tiêu kỹ thuật

- Hoạt động ổn định ở điện áp 4-6V
- Đèn phải tắt khi trời sang và bật khi cường độ ánh sáng giảm đến ngưỡng
nhất định
- Độ nhạy cao và ổn định
- Mạch đơn giản dễ tùy biến
- Tín hiệu đầu vào
 Tín hiệu đầu vào là tín hiệu ánh sáng, cụ thể là ánh sáng chiếu vào
quang trở. Tín hiệu này có thể thay từ từ theo thời gian(ánh sáng mặt
trời) hoặc đột ngột(ánh sáng nhân tạo).
 Tín hiệu đầu ra:
 Tín hiệu đầu ra là tín hiệu quang, cụ thể là ánh sáng led.

VIII.

Kết quả sản phẩm

Sau đây là những hình ảnh thực nghiệm do nhóm chúng em ghi lại,
những hình ảnh này là kết quả của một quá trình làm mạch tuần tự theo

các bước để cuối cùng ra được một sản phẩm hoàn chỉnh.

 Mạch hoàn chỉnh:

8


 Mạch khi có ánh sáng chiếu vào:

 Mạch khi khơng có ánh sáng chiếu vào:
9


Kết quả đo đc: - Uvào= 6V
- Uled= 1.8V

IX.

Tài liệu tham khảo



10