Nguyên tắc bộ điều khiển là :dùng cảm biến ánh sáng phôtôđiốt và IC MA741. IC khuyếch đại thuật toán (OP)mắc dưới dạng mạch so sánh và bộ công suất sử dụng tranzitor và Relay điều khiển đèn hoặc các thiết bị khác.
Cảm biến ánh sáng dùng phôtôđiốt khi chiếu sáng vào lúc chuyển tiếp bán dẫn các phôtôn làm xuất hiện các cặp electron - lỗ trống. Khi các điện tích đó khuyếch tán qua lớp chuyển tiếp thì chúng tạo ra dòng quang điện. Bộ cảm biến ánh sáng thường làm việc với điện trở tải và pin định thiên ngược lớp chuyển tiếp. Dụng cụ tác dụng làm nguồn điện tăng theo cường độ sáng. Bộ cảm biến Silíc được sử dụng để cảm nhận ánh sáng trong vùng phổ gần nhìn thấy và gần hồng ngoại. Chúng có thể để chế tạo ra tranzitor quang, trong đó lớp chuyển
tiếp colector và bazơ là lớp nhạy sáng. Các quang tranzitor thường nhạy hơn nhiều so với phôtôđiốt bởi dòng phôtôn sinh ra được khuyếch đại bởi độ tăng ích dòng tranzitor.
Trong bộ điều khiển này em dùng phôtôđiốt Silíc PD204-6C thông dụng có độ nhạy phổ trong vùng ánh sáng thường và hồng ngoại.
Bộ khuyếch đại thuật toán MA741 được sử dụng làm mạch so sánh, nó được mắc theo khuyếch đại thuật toán không có điện trở phản hồi (hồi tiếp ).Do đó độ tăng ích cao tạo nên ở bộ so sánh đáp ứng đầu ra có dạng gãy gập khi điện áp ở một đầu vào vượt quá độ điện áp ngượng đặt vào đầu kia. Mạch so
sánh có nhiệm vụ so sánh một điện áp vào Uv và một điện áp chuẩn Uch trong
mạch so sánh, tín hiệu vào tương tự sẽ được biến thành tín hiệu ra dưới dạng nhị phân nghĩa là đầu ra ở mức thấp (L) hoặc ở mức cao (H). Vì vậy mạch so sánh là mạch ghép nối giữa phần tử tương tự và phần tử số.
Đặc tính truyền đạt của bộ so sánh
Với một bộ so sánh lý tưởng hình 3.1. a thì tín hiệu vào và tín hiệu ra có quan hệ:
UP – UN > 0 => Ur = UrH
UP – UN < 0 => Ur = UrL
Trong đó UrH là điện áp ra ứng với mức cao
UrL là điện áp ra ứng với mức thấp
Nếu hai điện áp của hai cửa bằng nhau tức là UP = UN thì điện áp của bộ so sánh
lý tưởng bằng không. Nếu điện áp vào hai cửa khác nhau thì bộ so sánh chuyển sang làm việc ở trạng thái bão hòa và điện áp nhận được giá trị bão hòa dương
UrH hoặc bão hòa âm UrL. Đặc tuyến truyền đạt của nó được biễu diễn như hình
(a)
(b)
(c)
Hình 3.1. a-Sơ đồ quy ước bộ so sánh b-Đặc tuyến truyền đạt lý tưởng c-Đặc tuyến truyền đạt thực
Dạng so sánh mạch trong thực tế như sau :
Hình 3.2. Dạng so sánh trong mạch thực tế
Bằng phương pháp này ta có thể được đặc tuyến truyền đạt thực của nó
Hình 3.3. Đặc tuyến truyền đạt thực
UV so sánh được mắc phân áp với phôtôđiốt. Vì vậy cường độ sáng thay
đổi thì dòng photon thay đổi dẫn tới dòng điện áp vào thay đổi. Ur thay đổi ở
mức không hoặc sẽ lên mức cao.
Ở đầu ra ta mắc mạch công suất chọn điện áp Ur. Ở mức tranzitor chế độ
Hình 3.4. Sơ đồ điển hình của mạch điều khiển công suất
Sơ đồ nguyên lý của IC OP.MA741 như sau:
Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý của IC OP.MA741 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Từ các nguyên tắc cơ bản trên chúng em đã tiến hành lắp đặt một hệ thống điều khiển mạch điện chiếu sáng bằng mạch so sánh MA741 và mạch cảm nhận ánh sáng. Phôtôđiốt Silíc (PD204-6C) có bước sóng ở mức ánh sáng thường và
hồng ngoại dựa vào đường đặc tuyến bước sóng và năng lượng ta chọn điểm làm việc trong miền ánh sáng nhìn thấy 380- 780 nm.
Hình 3.6. Các đường đặc tuyến cơ bản của phôtôđiốt silíc PD204-6C