برخی از وسایل روشنایی مانند سنسورهای فتوسل مشکل تاریکی مکان های خاص را به طور دائم حل می کنند. بسیاری از افراد با ترکیب وسایل روشنایی بهترین شرایط را از نظر کارایی و زیبایی برای ساختمان مورد نظر خود ایجاد می کنند. امروزه که بسیاری از ساختمانهای اطراف ما به سیستمهای هوشمند مجهز شدهاند، استفاده از سنسور فتوسل برای فرآیند نورپردازی خودکار موضوع مهمی است. با آغاز فصل تابستان بحران انرژی و برق در سراسر کشور به موضوعی حساس تبدیل می شود. ارزش انرژی را می توان از این طریق احساس کرد. به همین دلیل ابزارهای زیادی برای صرفه جویی در مصرف برق در بازار وجود دارد که یکی از موثرترین آنها نوعی مقاومت به نام فتوسل است.با آذر نیرو همراه باشید تا با هم ببینیم فتوسل چیست و چه کاربردی دارد؟
حسگرهای فوتوسل در زمینه های مختلف استفاده می شوند و زندگی روزمره ما را به یک تغییر هیجان انگیز تبدیل می کنند. اتوماسیون روشنایی یکی از سیستم های پیشرفته در ساخت ساختمان های جدید محسوب می شود و یکی از امکانات رفاهی برای ساکنین محسوب می شود. کاربرد فتوسل ها روز به روز در حال افزایش است و نقش موثر این حسگرها در روشنایی خودکار مناطق هدف آشکار می شود. عملکرد این سنسور مربوط به نور محیط است و حساسیت فتوسل دستورات لازم را به نور می دهد. علاوه بر این، سنسور فتوسل به طور موثر انواع چراغ ها و لامپ ها را خاموش می کند و با افزایش نور محیط، فرمان قطع برق را می دهد. حتماً چنین موقعیت هایی را در حیاط ها، مناطق، مسیرها، پارکینگ ها و مکان های دیگر تجربه کرده اید. با این مقدمه، به بخش مهمی از درک فتوسل ها می پردازیم.
فتوسل چیست؟
فتوسل نوعی مقاومت نوری است که به آن مقاومت می گویند. این سنسور در لاتین به صورت Light Dependent Resistor نوشته شده و با علامت اختصاری LDR نشان داده شده است. فتوسل به نور بستگی دارد و مانند سایر مقاومت ها میزان نور را با توجه به تابش خود تنظیم می کند. این دستگاه فوق العاده به نور حساس است و اختلاف پتانسیل مورد نیاز برای اتصال و قطع یک مدار الکتریکی را ایجاد می کند.
فتوسل از یک بدنه نیمه هادی با مقاومت بالا ساخته شده و در ساخت آن از موادی مانند سولفات و کادمیوم استفاده شده است. سنسوری که نور را تشخیص می دهد و پارامتر مورد نیاز مدار را بسته به میزان نور تغییر می دهد. همانطور که از عملکرد سنسور فتوسل مشاهده می شود، مقاومت عنصر مدار تغییر می کند. بنابراین، مقاومت وابسته به نور به عنوان یک سنسور مقاومت الکترونیکی طبقه بندی می شود.
سنسورهای فتوولتائیک به طور گسترده در کاربردهای مختلف در زمینه های الکتریکی و الکترونیکی استفاده می شوند. مقاومت وابسته به نور (LDR) نوعی حسگر نوری دو فاز است که با برخورد پرتوی نور به آن ولتاژ تولید می کند. از سوی دیگر، سنسورهای فتوسل در بین مقاومتهای متغیر توجه را به خود جلب میکنند، زیرا با تابش نور، جریان و روشنایی را تغییر میدهند. نام لاتین این سنسور نیز با توجه به این ویژگی انتخاب شده است.
نکته مهم این است که تولید این ولتاژ به اتصال و قطع جریان مدار کمک می کند. فتوسل های مقاومتی به میزان نور محیط بستگی دارند و کارایی آنها بر این اساس متفاوت است. با توجه به افزایش و کاهش مقاومت، روشنایی لامپ فعلی به طور خودکار روشن و خاموش می شود. نکته جالب توجه این است که سطح بیرونی فتوسل به نور واکنش نشان می دهد، بنابراین اگر این سطح کدر شود، به درستی کار نمی کند.
سنسور فتوسل چگونه کار می کند؟
در پاسخ ساده به این سوال، عملکرد سنسور فتوسل مربوط به نور است. به طور خلاصه، اگر تابش نور فتوسل کاهش یابد، مقاومت افزایش می یابد. از طرفی تابش شدید پرتوهای نور به فتوسل مقاومت آن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. نور مانند تشعشعات الکترومغناطیسی دارای طول موج خاصی است که با شدت های مختلف به سطح فسیل برخورد می کند و میزان مقاومت موجود در آن را تغییر می دهد. فتوسل به ویژه با خاصیت هدایت نور مرتبط است، زیرا مردمک چشم انسان در برابر نور محیط مقاومت نشان می دهد. مواد به کار رفته در فتوسل به اثر هدایت نور پاسخ می دهند و تابش نور هدایت الکتریکی و مقاومت آن را تغییر می دهد. به طور کلی، از فتوسل های معمولی گرفته تا بهترین مارک های خود، از این روش برای روشن و خاموش کردن نور استفاده می کنند.
اگرچه روش کار سنسورهای فوتوالکتریک ساده به نظر می رسد، اما در پیاده سازی سیستم های نوری پیچیده بسیار موثر است. سلول های فتوولتائیک با حساسیت بالا به نور به روشنایی و تاریکی محیط پاسخ می دهند. وقتی هوا صاف است، محیط نور زیادی دارد. با دریافت پرتوهای نور، فتوسل یک ولتاژ تولید می کند و آن را به رله منتقل می کند. وقتی هوا تاریک است، محیط نور ندارد و ولتاژی به رله اعمال نمی شود تا جریان را قطع کند.
فرآیندهای فوق باعث می شود که نور در ساعات مختلف شبانه روز توسط حسگر فتوسل کنترل و کنترل شود. در این عملیات رله به عنوان یک نوع کلید حرکتی خودکار در نظر گرفته شده و نقش حیاتی در این فرآیند ایفا می کند. در تاریکی شب، فتوسل مقاومت بالایی دارد و ولتاژ به رله نمی رسد تا جریان را قطع کند و احتمالا فضا را روشن کند.
در مورد انواع فتوسل بیشتر بدانید!
همه انواع سلول های فتوولتائیک در برابر طلوع و غروب خورشید عملکرد ویژه ای از خود نشان می دهند که مقاومت متغیر اساس عملکرد آنها است. در برخی از مدلهای فتوولتائیک، دادههای کامپیوتری فرمانی خودکار برای روشن یا خاموش کردن چراغ با توجه به شرایط مختلف میدهند. اگرچه تمام فتوولتائیک های موجود در بازار مبتنی بر نور هستند، اما انواع مختلفی دارند. اگرچه این نوع سنسور بر اساس معیارهای مختلفی طبقه بندی می شود، اما به طور کلی به دو بخش فتوسل سه سیمه و فتوسل چهار سیمه تقسیم می شود. علاوه بر این، سلول های فتوولتائیک نیز به انواع مختلفی طبقه بندی می شوند که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.
1- فتوسل نوری
فتوسل ها اولین نسل این نوع حسگرها محسوب می شوند. یک نوع متداول سلول فتوولتائیک که به طور خودکار به چراغ ها دستور می دهد تا مستقیماً با توجه به میزان نور خورشید روشن یا خاموش شوند. سلول فتوولتائیک نوری شدت نور خورشید را به خوبی حس می کند و سپس جریان را روشن و خاموش می کند.
2- نجوم فتوسل
شاید نام فتوسل نجومی شما را به فکر وادار کند، اما عملکرد آن تفاوت چندانی با فتوسل نوری ندارد. تنها تفاوت آنها در این است که نمونه نجومی فتوسل نیازی به مشاهده مستقیم نور خورشید ندارد و قادر به اندازه گیری دقیق آن در محیط است. برخی از نمونه های این مدل قابلیت تنظیم و برنامه ریزی برای روشن یا خاموش کردن را ارائه می دهند.
۳- ټایمر فوتو سیل
عملکرد فتوسل های تایمر با دو مثال قبلی متفاوت است. در واقع فتوسل مستقل از نور است و بر اساس تنظیمات کاربر نور را روشن و خاموش می کند. در این نوع فتوسل ها امکان تنظیم حالت فعال فتوسل برای مدت زمان مشخصی وجود دارد. برخی از مدل های دارای تایمر از عملکرد حافظه استفاده می کنند که کار را برای کاربر آسان می کند.
فتوسل 4 ساعته
یک نکته جالب در مورد ساعات فتوسل وجود دارد. از این مدل می توان برای قطع و وصل هر نوع سیستمی استفاده کرد. در واقع شما محدود به سیستم های روشنایی نیستید و بسیاری از اپلیکیشن ها به روی شما باز خواهند شد. ساعت فوتوسل این قابلیت را دارد که هم تعداد اتصالات و هم اتصالات مدار را برای دوره های روزانه، هفتگی و ماهانه برنامه ریزی کند. این عملکرد در کارگاه ها و کارخانه های بزرگ بسیار موثر است و برای صاحبان شرکت ها بسیار مهم است.
5- فتوسل لیزری
همانطور که از نام اسکنر لیزر پیداست، با تابش نور لیزر به جریان دستور داده می شود که خاموش و روشن شود. این روش مسیر لیزر را روشن می کند، اگر این مسیر به هر دلیلی قطع شود، فتوسل دستور خاصی به سیستم می دهد. روشن کردن منبع نور اسکنر لیزری، به صدا درآوردن آژیر و غیره. توابع مختلفی تعریف شده است.
6- فتوسل چهار سیمه
ارائه فتوسل چهار سیمه در قسمتی مجزا به اهمیت بسیار زیاد این نوع فتوسل مربوط می شود.به طور کلی فتوسل های ارائه شده تا کنون فتوسل سه سیمه هستند که کمی با فتوسل های چهار سیمه تفاوت دارند. در این مدل یک ابزار اضافی نیز در نظر گرفته شده است که در زمینه های مختلف مانند امنیت و … استفاده می شود حتی از یک خروجی اضافی برای ارتباط با تصاویر دیگر استفاده می شود که دارای ویژگی های خاصی است.
کاربرد فتوسل چیست؟
از فوتوسل ها در تجهیزاتی استفاده می شود که به نور در تاریکی نیاز دارند زیرا می توانند با انتشار نور ولتاژ تولید کنند. به همین دلیل استفاده از فتوسل بسیار گسترده است تا جایی که می توان از این مقاومت در داخل دوربین برای روشنایی خیابان ها یا روشن کردن لامپ های باغ استفاده کرد.
با این حال، کاربردهای فتوسل به طور خلاصه عبارتند از:
روشن و خاموش کردن چراغ ها در خانه ها، باغ ها، پارک ها و خیابان ها
یکی از مهمترین و موثرترین کاربردهای فروشندگان چراغ، روشن و خاموش شدن اتوماتیک چراغ خانه، حیاط، باغ و خیابان است. زیرا سلول خورشیدی به کمک کارایی خود می تواند تا حد زیادی در مصرف برق صرفه جویی کند.
وقتی در طول روز فتوسل را در این مکان ها نصب می کنیم و با کمک رله داخل مدار روشنایی آن مکان را قطع می کند و لامپ به طور خودکار خاموش می شود. اما وقتی هوا تاریک است بدون اینکه کلید را فشار دهید فتوسل به طور خودکار کار می کند و چون نور زیادی وجود ندارد مقاومت فتوسل افزایش می یابد و جریانی را به رله منتقل نمی کند. روشنایی فضای باز، چراغ های پارکینگ، چراغ های خیابان، روشنایی باغ یا هر مکان دیگری که فتوسل را در مدار سیم کشی آن قرار می دهید، خروجی را روشن می کند.
استفاده از فتوسل و سلول های خورشیدی
یکی دیگر از کاربردهای متداول سلول های فتوولتائیک در سلول های خورشیدی است، همانطور که می دانید سلول های خورشیدی در طول روز نور خورشید را جذب می کنند و با کمک سلول های فتوولتائیک داخل این سلول ها می توان نور خورشید را به برق تبدیل کرد و به عنوان منبعی که برق را به طور ناکارآمد مصرف می کند.
استفاده از فتوسل در آشکارسازهای دود
دتکتورهای دود یکی از اختراعات بشری است که واقعا می تواند جان افراد را از آتش و خطرات مرتبط با آن نجات دهد. چرا از فتوسل در حسگرهای دود استفاده می شود؟
اطراف دتکتور دود شکاف هایی وجود دارد تا در صورت آتش سوزی دود از طریق این شکاف ها وارد محفظه اصلی سنسور شود. سپس پرتو نور مادون قرمز با استفاده از یک دیود ساطع کننده نور که خود دارای یک فتوسل است به دوربین ارسال می شود.
هنگامی که میزان نور به دلیل تجمع دود در محیط کاهش می یابد، فتوسل برق تولید می کند و در این فرآیند زنگ هشدار سنسور دود به صدا در می آید.
استفاده از فتوسل در لنز دوربین
یکی از قسمت های مهم دوربین های عکاسی سنسور است که از میلیون ها فتوسل تشکیل شده است که هر کدام به نور حساس هستند و پس از دریافت نور آن را جمع آوری و در نهایت به امواج الکتریکی تبدیل می کنند.
البته استفاده از فتوسل بیشتر از آن چیزی است که گفتیم، زیرا فتوسل در هر وسیله یا مدار الکتریکی که نیاز به روشنایی در نور کم یا تاریکی داشته باشد قابل استفاده است. اما کاربرد اصلی فتوسل در نورپردازی معابر، درب های ورودی، نورپردازی راه پله های ساختمان و محوطه های بزرگ مانند باغ ها و سوله ها می باشد.
سوالات متداول
فتوسل چیست؟
همان طور که گفته شد فتوسل نوعی مقاومت نوری است که به آن مقاومت می گویند. این سنسور در لاتین به صورت Light Dependent Resistor نوشته شده و با علامت اختصاری LDR نشان داده شده است.
کاربرد فتوسل چیست؟
فتوسلها دستگاههایی هستند که به ما کمک میکنند تا نور را بهطور خودکار تشخیص دهیم و بر اساس آن عمل کنیم. این تکنولوژی معمولاً در سیستمهای روشنایی، بخصوص در چراغهای خیابانی و باغها به کار میرود. وقتی که شب میشود یا نور محیط کاهش پیدا میکند، فتوسل بهطور خودکار چراغها را روشن میکند و وقتی صبح میشود یا نور به حد کافی میرسد، چراغها را خاموش میکند. این ویژگی باعث صرفهجویی در مصرف انرژی و افزایش عمر لامپها میشود. همچنین، استفاده از فتوسلها در سیستمهای امنیتی و هشداردهنده نیز رایج است. به عنوان مثال، در برخی سیستمها، وقتی که نور محیط به شدت کم میشود، هشدارهایی فعال میشوند تا امنیت محیط حفظ شود. در کل، فتوسلها ابزارهای مفیدی هستند که با استفاده از آنها میتوانیم زندگی روزمرهامان را راحتتر و ایمنتر کنیم.