用于檢測數(shù)量或事件的變化并適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生輸出的設(shè)備可以稱為傳感器，傳感器有多種類型，例如壓力傳感器、超聲波傳感器、光傳感器、溫度傳感器、紅外傳感器、觸摸傳感器、濕度傳感器、煙霧和氣體傳感器等。

在本文中，小編介紹一種普遍且常用的傳感器——光傳感器，下面一起來看看光傳感器的作用和原理!

基本概念

基于日光強度(也包括人造光)工作的特殊類型的傳感器稱為光傳感器(Light Sensor)，它是重要的傳感器之一。光傳感器有多種類型，包括光伏電池、光電晶體管、光敏電阻、光電管、光電倍增管、光電二極管、電荷耦合器件等，所有這些都是模擬傳感器。

當(dāng)今可用的簡單光傳感器是光敏電阻器( LDR)，其特性是它的電阻與環(huán)境光的強度成反比，即當(dāng)光的強度增加時，它的電阻減小，反之亦然。光敏電阻器是無源的，不會產(chǎn)生任何電能。

光敏電阻的電阻會隨著日光強度的變化而變化(基于光敏電阻上照射的光)，而且光敏電阻也可以在骯臟和惡劣的外部環(huán)境中使用，因為它本質(zhì)上是堅固的。因此，與其他光傳感器相比，對于戶外照明和自動街道照明電路，光敏電阻是首選。

此外，光敏電阻是一個可變電阻器，其阻值由光強控制。高電阻半導(dǎo)體材料和硫化鎘(表現(xiàn)出光電導(dǎo)性)用于設(shè)計光敏電阻。

如上圖所示，在夜間，如果光敏電阻傳感器上的光照減少，則光敏電阻電阻會變得非常高(大約幾兆歐姆)。在白天，如果光敏電阻上的燈被照亮，那么光敏電阻的電阻就會變低(大約幾百歐姆)。因此，光敏電阻的電阻和光敏電阻上照射的光相互成反比，上圖表示它們的反比關(guān)系。

除了上述光傳感器之外，還有BH1750、TSL2561等數(shù)字光傳感器，可以計算光的強度并提供數(shù)字等效值。

光傳感器電路

自動光感測電路可用于自動控制電燈、風(fēng)扇、冷卻器、空調(diào)、路燈等電器。使用這種自動光傳感器電路根據(jù)落在光傳感器上的日光強度工作，可以消除控制或切換負載操作的人力。因此，可以將其稱為自動光傳感器電路。

例如，使用傳統(tǒng)方法在高速公路上控制路燈是比較危險的，而且也會造成電力浪費?，F(xiàn)在，簡單介紹下如何制作光傳感器電路來進行控制。

其實，可以使用各種電氣和電子元器件設(shè)計自動光傳感器電路。該電路中使用的主要組件是光傳感器、達林頓對晶體管和繼電器。不過，在討論光傳感器電路的工作原理之前，必須了解用于設(shè)計自動光傳感器電路的各種元件的實際用處。

1、達林頓對晶體管

背靠背連接的兩個晶體管稱為達林頓對，這種達林頓對晶體管可以被認為是具有非常高電流增益的單個晶體管。一般來說，如果基極電壓大于0.7v，則晶體管導(dǎo)通。但是，如果考慮一個達林頓對，由于需要打開兩個晶體管，因此基極電壓必須為1.4v。

2、中繼器

繼電器在自動光傳感器電路中起主要作用，用于激活電器或?qū)⒇撦d與交流電源一起連接到自動光傳感器電路。通常情況下，繼電器由一個線圈組成，當(dāng)它獲得足夠的電源時會通電。

應(yīng)用電路設(shè)計如下圖所示，如果日光落在光敏電阻(白天)上，那么光敏電阻的電阻將非常低(只有100歐姆)。電源通過光敏電阻和電阻器接地。這是由于電流原理，低電阻路徑。因此，繼電器線圈沒有足夠的電源來獲得足夠的電源來通電，這導(dǎo)致負載保持關(guān)閉狀態(tài)。

同樣，如果黑暗落在低電阻路徑上，則低電阻路徑將具有高電阻(幾兆歐姆)。因此，由于低電阻路徑的電阻非常高，沒有(或非常少)電流流過?，F(xiàn)在，流過低電阻路徑的電流導(dǎo)致達林頓對晶體管基極電壓增加到超過1.4v。因此，繼電器線圈通電，負載在夜間開啟。

注意：上述電路圖也可以使用運算放大器來代替達林頓對晶體管進行設(shè)計。

主要應(yīng)用

自動光傳感器電路可用于設(shè)計許多基于嵌入式系統(tǒng)的實用項目，一些基于光傳感器電路的項目包括：

白天自動關(guān)閉的太陽能高速公路照明系統(tǒng)

光傳感器的安全警報系統(tǒng)

日落到日出照明開關(guān)

Arduino管理的基于光敏電阻的高靈敏度路燈控制系統(tǒng)節(jié)電器

例如，下面是一個自動晚上開到早上關(guān)燈的電路設(shè)計，原理是自動從黃昏到黎明的燈光基于光敏電阻的光傳感器工作，黃昏到黎明光時段傳感器電路會在早晨自動關(guān)閉負載(當(dāng)日光落在光敏電阻上時)。同樣，在晚上時間(光敏電阻上無光照時)負載會自動打開。

總結(jié)

光傳感器是一種傳感裝置，主要由光敏元件組成，它能敏銳感應(yīng)紫外光到紅外光的光能量，并將光能量轉(zhuǎn)換成電信號的器件。目前光傳感器可以分為模擬和數(shù)字等多個類型，但是比較常用的還是光敏電阻器(LDR)。