Otpornici zavisni od svjetlosti (LDR), također poznati kao fotootpornici ili fotoćelije, su elektronske komponente koje se obično koriste u uličnoj rasvjeti i drugim aplikacijama koje osvjetljavaju svjetlost. LDR su pasivni uređaji koji pokazuju promjene u električnom otporu kao odgovor na varijacije u intenzitetu svjetlosti. U ovom odgovoru, LDR-ovi omogućavaju uličnom svjetlu da automatski podesi svoju svjetlinu na osnovu uslova ambijentalnog osvjetljenja. Udubimo se u princip rada i funkcionalnost LDR-a u uličnoj rasvjeti.
LDR su obično napravljeni od poluvodičkog materijala, kao što je kadmijum sulfid (CdS) ili olovo sulfid (PbS), koji poseduje svojstvo zvano fotoprovodljivost. Fotoprovodljivost se odnosi na fenomen u kojem se električna provodljivost materijala mijenja kada je izložen svjetlu. Otpor LDR-a opada kako se povećava intenzitet upadne svjetlosti, i obrnuto.
Osnovna konstrukcija LDR-a uključuje poluvodički materijal visoke otpornosti u mraku ili uvjetima slabog svjetla. Materijal je u sendviču između dvije provodne elektrode, formirajući jednostavan krug. Kada svjetlo ne pada na LDR, njegov otpor je visok, a strujni tok kola je minimalan.
Sada, istražimo funkcioniranje LDR-a u sistemu ulične rasvjete:
Detekcija svjetlosti: Kada je prisutno ambijentalno svjetlo, fotoni iz izvora svjetlosti udaraju o površinu LDR-a. Energija fotona pobuđuje poluvodički materijal, uzrokujući oslobađanje vezanih elektrona, čime se smanjuje otpor LDR-a.
Krug razdjelnika napona: LDR je povezan u konfiguraciji kruga razdjelnika napona s fiksnim otpornikom. Fiksni otpornik osigurava stabilan referentni napon, dok otpor LDR-a varira.
Varijacija izlaznog napona: Kako se otpor LDR-a mijenja, napon na njemu također varira. Ova varijacija je proporcionalna intenzitetu svjetlosti koji pada na LDR. Izlazni napon kruga djelitelja napona mjeri se na spoju između LDR-a i fiksnog otpornika.
Kontrolni mehanizam: Izlazni napon se zatim dovodi do upravljačkog mehanizma, koji može biti analogno ili digitalno kolo. Ovaj kontrolni mehanizam analizira nivo napona i određuje da li ulično svetlo treba da se uključi, isključi ili podesi.
Podešavanje svjetla: Na osnovu analize kontrolnog mehanizma, svjetlina uličnog svjetla se prilagođava u skladu s tim. Ako je nivo ambijentalnog svjetla nizak, što ukazuje na mrak, kontrolni mehanizam pokreće ulično svjetlo da se uključi ili poveća njegovu svjetlinu. Suprotno tome, ako je nivo ambijentalnog svjetla visok, kontrolni mehanizam može prigušiti ili ugasiti ulično svjetlo radi uštede energije.
Petlja povratne sprege: Kontrolni mehanizam kontinuirano prati intenzitet svjetlosti kroz LDR. On upoređuje izmjereni intenzitet sa unaprijed određenim pragom i u skladu s tim dinamički kontrolira rad uličnog svjetla. Ova povratna sprega osigurava da ulično svjetlo reaguje na promjenjive uvjete osvjetljenja u realnom vremenu.
Upotreba LDR-a u uličnoj rasvjeti nudi nekoliko prednosti. Prvo, omogućava automatsku kontrolu ulične rasvete na osnovu nivoa okolnog svetla, obezbeđujući energetsku efikasnost i uštedu troškova. Ulična rasvjeta može osvijetliti puteve i staze samo kada je to potrebno, smanjujući nepotrebnu potrošnju energije tokom dnevnih sati. Osim toga, samopodešavajući LDR-ovi osiguravaju da ulična rasvjeta ostane funkcionalna čak i u promjenjivim uvjetima osvjetljenja, kao što su u zoru i sumrak.
Zaključno, LDR-ovi igraju ključnu ulogu u uličnoj rasvjeti otkrivanjem nivoa ambijentalnog svjetla i pružanjem povratnih informacija kontrolnim mehanizmima. Zahvaljujući svojim fotokonduktivnim svojstvima, LDR-ovi omogućavaju uličnom svjetlu da automatski prilagodi svoju svjetlinu i rad. Ova funkcionalnost doprinosi energetskoj efikasnosti, uštedi troškova i poboljšanim uslovima osvetljenja u spoljašnjim okruženjima.
