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이 전 영상에서 다루었던 비교기 동작에 대해 실제 LM393 비교기 전용 IC를
이용 실습을 통해 설명하고 광센서(CdS)를 어떻게 비교기 회로에 적용하는 지 살펴봅니다.
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[회로공부] 어두워지면 불이 켜지는 회로 원리_페이퍼램프 …
본 회로도에서 트랜지스터(2N 3904)의 역할은 스위치 역할(=전류차단 or 전류흐르게)입니다. – 조도센서(빛감지센서)는 가변저항의 역할을 합니다.
Source: kocoafab.cc
Date Published: 7/8/2022
View: 9384
아두이노 기본실습 6 – CDS(Photoresistor) 광센서 조도센서 실험
회로에 대해 간단히 설명하면 CDS센서는 빛에 반응하는 가변 저항으로 보면 직렬로 연결된 10K저항사이에 저항값에 따른 0~5V 사이의 전압분배가 일어납니다. 전압은 저항 …
Source: scipia.co.kr
Date Published: 9/12/2022
View: 5549
CDS 포토셀 센서를 이용해 자동 점등 가로등 회로 구성 및 제어
CDS 포토셀 센서를 이용해 자동 점등 가로등 회로 구성 및 제어. 광센서를 이용해 밝기 측정해서 Serial 출력 및 빛이 가리워지면 LED점등하기. 부품 목록. 회로도.
Source: codedragon.tistory.com
Date Published: 11/4/2022
View: 3575
Cds Cell (GL5616) / 디바이스마트
Cds 5파이 조도센서 / 빛 감지센서, 회로 ON/OFF 제어, 센서등에 많이 사용됩니다.
Source: www.devicemart.co.kr
Date Published: 5/29/2021
View: 9388
4. 광센서 회로 4.1 광센서(AC220V전원, BX700-DFR)의 감지에 …
광센서(AC220V전원, BX700-DFR)의 감지에 의한 LED 및 부저 작동 시스템 회로도. 1) 그림에서 전원스위치를 ON 시키고 광센서의 광원 쪽에 물체를 가까이 위치시키면 …
Source: lms.konyang.ac.kr
Date Published: 7/7/2022
View: 4014
아두이노 CDS센서로 빛의 세기 측정하기 – 남보공방
센서의 모델별로 편차가 있지만 소형 모델인 경우 밝을 때 0.2K옴, 어두울 때 60K옴 정도로 빛의 세기에 따라 저항값이 바뀌므로 다음과 같은 회로를 구성 …
Source: makernambo.com
Date Published: 6/11/2021
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주제에 대한 기사 평가 cds센서 회로도
- Author: ENGClassroom서민상
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- Date Published: 2020. 12. 16.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=4vR8pQ0n1_c
[회로분석] Cds(빛 감지 센서)
Cds Sensor
2N3903-D.PDF SEN-09088_Cds.pdf
이번 포스팅에서는 Cds라는 조도센서를 이용하여 빛 감지 회로를 분석해 보겠다.
Cds는 조도센서, 광센서 라고 불리며 빛이 입사하면 전도성이 되는 반도체이다. 즉 빛의 세기에 따라 저항 값이 변하는 가변저항이라 할 수 있다. 일반적으로 Cds라고 하는 이유는 황화카드뮴(CdS)을 사용해서 만들어 지기 때문에 Cds라고 불린다.
이번에 분석할 회로는 다음과 같다. 본 포스팅에서는 Cds를 사용하기 위해 Pspice가 아닌 프로테우스를 활용하였다.
회로를 분석할 때는 무엇을 먼저 봐야 할까? 가장 먼저 전원을 봐야한다. 본 회로는 현재 9V의 전원을 가지고 구동하고 있다. 그리고 저항 R1과 R2가 병렬연결되어있어 각각의 라인이 9V의 전압을 갖는 것을 알 수 있다. 그리고 R1은 Cds와 연결되어있고 R1과 Cds사이에 NPN타입의 트랜지스터가 연결되어있다. 그리고 트랜지스터와 저항 R2사이에는 LED가 연결되어 있다.
회로를 둘러보았으니 이제 데이터시트를 보면서 각 소자에대한 분석을 해보자.
Cds의 데이터시트를 보면 다음과 같은 글과 그림을 볼수있다.
첫번째 글을 보면 Cds의 구동 범위를 알 수 있다. 첫번째 문장 Light Resistance at 10Lux (at 25℃)는 상온 25도에서 Cds에 10Lux의 빛을 비추면 8~20KΩ의 저항을 갖는다는 것이다. 그리고 다음줄을 보면 Cds가 어두울때 1MΩ의 저항 값을 갖는다는 것을 알 수 있다. 그리고 Power Dissipation을 통해 Cds가 100mW의 전력을 견딜 수 있고 다음줄 Max Voltage를 통해 Cds에 가해지는 최대 전압을 알 수 있다.
그리고 옆에 그림을 보면 Cds에 점점 밝은 빛을 비출수록 저항 값이 낮아짐을 알 수 있다.
그리고 NPN형 트랜지스터의 데이터시트를 보자
데이터 시트에서 Base-Emitter Saturation Voltage를 통해 Base와 Emitter에 최소 0.65 ~ (Ic = 10mA)0.85V, (Ic = 50mA)0.95V 의 전압차가 발생하면 전류가 Collector에서 Emitter로 흐를 것임을 알 수있다. 그리고 회로에서 쓰인 Led는 2.2V의 구동전압을 갖으며 10mA의 구동전류를 갖도록 설정했습니다.
지금까지의 데이터시트를 통하여 트랜지스터의 Collector에는 10mA의 전류가 흐르고 Cds와 저항 R1의 직렬연결로 전압분배가 되어 트랜지스터의 Base단의 전압으로 들어가는 것을 알 수 있습니다.
그렇다면 지금까지의 데이터시트 분석으로 회로가 어떻게 구동이 되는지 분석이 가능합니다.
회로를 동작하면 다음과 같은 반응이 일어납니다.
회로를 보면 Cds에 빛이 들어오지않으면 Led가 켜지는 것을 알 수 있습니다. 왜냐하면 Cds에 빛이 들어오지 않으니 Cds의 저항 값이 데이터 시트에서 보듯이 1MΩ만큼 높아지고 저항 R1과 Cds에 9V의 전압분배가 일어나면서 Cds에 전압이 걸리기 때문입니다. 그리고 Cds와 트랜지스터의 Base단은 R1을 기준으로 병렬 연결되어있기 때문에 똑같은 전압 값을 갖습니다. 즉 R1과 Cds는 1:10의 저항비를 갖고있으므로 Cds와 트랜지스터의 Base 단에는 약 8V의 전압이 걸리게 됩니다.
이전 데이터시트에서 트랜지스터의 Base단의 전압이 최소 0.65V에서 구동이 된다는 것을 보았습니다. 빛이 없을때 트랜지스터 Base단에 걸리는 전압은 약 8V이므로 트랜지스터 Collector단에서 Emitter단로 전류가 흐르게되어 Led에 불이 들어오게 됩니다.
만약 Cds에 빛을 준다면 어떻게 될까요?
다음 그림은 Cds에 빛을 주었을때 동작하는 모습입니다. 그림을 보면 Led가 켜지지 않는다는 것을 알수 있습니다.
Cds의 데이터시트의 그래프를 보면 100lux에서 저항 값을 약 1Ω만큼 갖는다는 것을 보았습니다. Cds가 1Ω의 저항 값을 가지고 있으므로 R1과의 전압분배에서 Cds는 전압을 거의 갖지 않게 됩니다. 이는 트렌지스터의 Base단에 전압이 거의 걸리지 않는다는 것입니다. 따라서 트랜지스터의 Collector에서 Emitter로 전류가 흐르지않으면서 Led가 켜지지 않게 되는 것입니다.
또한 100lux는 어두운 낮의 밝기 입니다. 즉 본 회로는 밤에는 불이켜지고 낮에 불이 꺼지는 회로임을 알 수 있습니다.
지금까지 Cds를 이용한 빛 감지 회로를 살펴보았습니다. 이번에는 저항 R1과 R2의 쓰임에 대해 이야기를 해보겠습니다.
저항 R1과 R2의 용도는 무엇일까요? R1의 쓰임은 본 포스팅을 보면서 눈치 채셨을 것입니다. 바로 Cds와 전압분배입니다. Cds주변이 어두워지면서 저항 값이 높아질때 전원 9V가 R1뿐만아니라 Cds도 걸리게 됩니다. 좀 더 공부를 하셨다면 이 전압분배가 어떤 용도인지 아실 것입니다. 현재 R1의 저항값은 100KΩ입니다. 만약 R1의 저항값을 10KΩ으로 10배를 낮춘다면 어떻게 될까요? 그렇다면 0lux에서 저항비는 1:100이 될것입니다. 이는 Cds에 더 많은 전압이 걸린다는 것을 의미합니다. 이 전압은 트랜지스터의 Base전압과 동일합니다. 다음 그래프를 보겠습니다.
빨간색 그래프는 y=100x 그래프이고 초록색 그래프는 y=10x 입니다. 초록색 그래프가 빨간색 그래프에 비해 좀더 완만한 것을 볼 수 있습니다. 이는 회로에서 Cds와 R1간의 관계로 볼 수 있습니다. 저항 비가 1:100일 때 Cds에 더 높은 전압이 걸리게 되고 1:10에서는 낮은 전압이 걸리는 것입니다. 이를 해석하면 R1의 저항 값이 높아질수록 Cds에는 전압이 천천히 걸린다는 것입니다. 즉 R1은 Cds의 민감도를 조절하는 것으로 볼 수 있습니다.
이번에는 저항 R2에 대해 얘기해보겠습니다. 본 회로를 해석할때 Led가 2.2V의 전압강하와 10mA의 전류가 필요하다고 했습니다. 그러므로 Led를 구동시키기 위한 10mA의 전류가 필요하다는 것입니다. 그러나 Led안에 있는 저항은 매우 작기 때문에 저항 R2가 없다면 매우 높은 전류가 흐르게 됩니다. 이는 Led 소자가 견딜수 있는 전력을 초과하게 되어 일시적으로는 Led에 이상이 없지만 Led의 수명을 깎을 수 있습니다. 이럴때 저항 R2를 통하여 전류를 조절하게 됩니다. Led에는 2.2V의 전압강하를 갖고 저항 R1과 직렬연결 되어있기 때문에 저항에는 9V에서 2.2V를 뺀 6.8V의 전압이 걸린다는 것을 알 수 있습니다. 이때 옴의 법칙을 적용하여 저항 값을 구할 수 있습니다.
위와 같은 식에 6.8V과 10mA를 대입하여 저항값이 680Ω이 나오게 됩니다. 하지만 본 회로에서는 100Ω의 저항을 사용하였습니다. 저항에는 똑같이 6.8V가 걸리고 있으므로 현재 회로에는 68mA의 전류가 흐르고 있다는 것을 알 수 있습니다. 이는 Led소자에 과부하를 주어 수명을 깍되는 역할을 하게 됩니다. 하지만 본회로에서 Led의 전압강하가 2.2V 그리고 10mA의 구동전류가 있기 때문에 그럴 뿐이지 만약 40mA의 전류를 필요로 하는 Led가 사용된다면 본 회로에서 사용한대로 100Ω의 저항을 사용해야 할 것입니다.
지금까지 빛 감지 센서의 회로분석을 해보았습니다. 포스팅에서 사용된 Cds와 트랜지스터의 데이터시트는 포스팅 처음에 첨부를 하였으니 데이터시트를 다운받아 본인이 해석을 해보시면 좋은 경험이 될 것 입니다. 다음 포스팅에서는 수위 경보기 회로를 분석해 보겠습니다.
CDS 포토셀 센서를 이용해 자동 점등 가로등 회로 구성 및 제어
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CDS 포토셀 센서를 이용해 자동 점등 가로등 회로 구성 및 제어
광센서를 이용해 밝기 측정해서 Serial 출력 및 빛이 가리워지면 LED점등하기
부품 목록
회로도
빛의 양이 너무 세서 조도센서의 저항값 줄어들어 저항이 0이 될 경우 과도한 전류가 흘러 부품에 손상을 주게 될 수도 있습니다. 또, 빛의 양이 일정한 비율로 늘어나는 것이 아니라 갑자기 빛의 유무에 따라 왔다갔다하므로 일정 비율로 늘어날 수 있도록 10K옴을 연결합니다.
Arduino Uno Photocell LED D13 + 220Ω A0 + 5V + GND + 10KΩ +
출력결과 & 영상
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Cds Cell (GL5616)
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아두이노 CDS센서로 빛의 세기 측정하기
정확한 빛의 세기를 일반적으로 사용하는 LUX단위로 측정하기 위해서는 제대로 된 광량측정센서를 사용해야 하지만, 단지 빛의 세기가 강한지 어두운 밤인지 정도를 판별하는 용도라면 100원 이하의 센서 비용으로도 원하는 기능을 구현할 수 있다.
CDS센서는 빛의 세기에 따라 저항 값이 변하는(빛의 세기가 셀수록 저항이 작아짐) 광 가변저항이다. 일반적으로 CdS(황화카드뮴)를 사용하므로 CdS라고 한다. 광센서(sensor) 중에 하나로 저렴한 것은 개당 몇십원 정도로 값싸고 간단한 센서이지만 많은 곳에 유용하게 사용할 수 있다.
CDS센서의 특성을 이용한 빛의 세기 측정방법
센서의 모델별로 편차가 있지만 소형 모델인 경우 밝을 때 0.2K옴, 어두울 때 60K옴 정도로 빛의 세기에 따라 저항값이 바뀌므로 다음과 같은 회로를 구성하고 Pin A에서의 전압값을 측정하면 빛의 세기를 판별할 수 있게된다.
즉, 전체 전압이 5V이고 밝을 때 CDS의 저항은 0.2K옴 정도이라면 5V전압은 저항에 비례하여 나눠지므로 5 X (10K/(0.2K+10K) = 4.9 V 즉 Pin A에서의 전압은 4.9V 정도로 측정될 것이고, 어두울 때 CDS의 저헝은 50K이라면 Pin A에서의 전압은 0.8V 정도가 측정될 것이다.
그리고 이 Pin A를 아두이노 Analog Input단자에 연결하면 0~5V가 0~1024의 숫자로 표시되므로 이 숫자를 확인하여 현재 빛의 세기를 측정할 수 있다. 물론 이 숫자를 바로 LUX단위로 변환하기는 어렵지만 대략적인 빛의 세기는 이와 같이 간단하게 측정할 수 있게 된다.
이와 같이 상황에 따라 저항값이 바뀌는 소자를 이용하여 여러 가지 센서가 가능한데, 예를 들어 온도변화에 따라 저항값이 바뀌는 소자를 이용한 온도센서 또는 토양의 수분의 양에 따라 바뀌는 두 전극사이의 저항값 변화를 이용한 토양수분센서 등이 있다.
아두이노와의 연결
위와 같이 Pin A 부분을 Analog Input 단자에 연결한다.
샘플프로그램
int analogPin = A0; int value = 0; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { value = analogRead(analogPin); Serial.println(value); delay(1000); }
위 프로그램을 실행시키고 밝은 곳에서 어두운 곳으로 옮겨 보면 다음과 같이 900대의 수치에서 100대의 수치로 변화되는 것을 확인할 수 있다.
키워드에 대한 정보 cds센서 회로도
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