Tìm hiểu về khí cụ điện [Bài 10]: Cảm biến ánh sáng – Gã “thức đêm” thắp sáng đường làng

Lời mở đầu

Chào bà con,

Chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về nhiều khí cụ điện. Hôm nay, tôi sẽ giới thiệu một gã “nhạy cảm” hơn, có thể “nhìn thấy” được ánh sáng: Cảm biến ánh sáng.

Gã này giống như một "người gác đêm" cần mẫn. Khi trời tối, nó sẽ tự động thắp sáng đèn để soi đường cho bà con mình. Và khi trời sáng, nó lại tự động tắt đèn đi để tiết kiệm điện. Nhờ có nó mà việc bật tắt đèn không còn phải dùng tay nữa.

1. Cảm biến ánh sáng là gì?

1.1. Định nghĩa

Cảm biến ánh sáng, hay còn gọi là công tắc quang điện, là một thiết bị điện dùng để tự động đóng hoặc ngắt mạch điện dựa vào cường độ ánh sáng của môi trường. Khi ánh sáng yếu đi, nó sẽ bật thiết bị lên, và ngược lại.

1.2. Tên gọi

• Tên thường gọi: Cảm biến ánh sáng, công tắc quang, công tắc tự động bật đèn.
• Tên chuyên ngành: Photoresistor, Photocell, LDR (Light Dependent Resistor), Photoelectric Switch.
• Tên gọi khác: Mắt thần đèn.

1.3. Chức năng và ứng dụng

Chức năng chính: Điều khiển tự động các thiết bị chiếu sáng theo ánh sáng tự nhiên.

Ứng dụng:

• Trong đời sống: Bật/tắt đèn đường, đèn sân vườn, đèn hiên nhà, đèn ban công... một cách tự động khi trời tối và sáng.
• Trong nông nghiệp: Điều khiển hệ thống chiếu sáng trong nhà kính, chuồng trại để đảm bảo cây trồng và vật nuôi nhận đủ ánh sáng cần thiết.
• Có thiết bị nào thay thế không? Chức năng này có thể được thực hiện bằng bộ hẹn giờ, nhưng cảm biến ánh sáng linh hoạt hơn vì nó phản ứng với sự thay đổi ánh sáng thực tế, không phụ thuộc vào thời gian cố định.

2. Phân loại Cảm biến ánh sáng

Có nhiều loại cảm biến ánh sáng, nhưng loại phổ biến nhất và dễ hiểu nhất là loại dùng điện trở phụ thuộc ánh sáng (LDR).

LDR: Là một linh kiện điện tử mà điện trở của nó sẽ thay đổi tùy theo cường độ ánh sáng chiếu vào. Khi ánh sáng mạnh, điện trở nhỏ. Khi ánh sáng yếu (trời tối), điện trở tăng lên rất cao. Nhờ sự thay đổi này mà mạch điện có thể biết được trời đang tối hay đang sáng.

3. Cấu tạo và cơ chế hoạt động

3.1. Cấu tạo

Một bộ cảm biến ánh sáng hoàn chỉnh bao gồm:

• Mắt cảm biến (LDR): Bộ phận "nhìn" thấy ánh sáng.
• Mạch điện tử: Bộ phận xử lý tín hiệu từ mắt cảm biến.
• Rơ-le: Bộ phận đóng/ngắt mạch điện của đèn.
• Vỏ bảo vệ: Thường làm bằng nhựa cứng, có khả năng chống nước, chống bụi khi lắp ngoài trời.

3.2. Cơ chế vận hành

• Khi trời sáng: Ánh sáng chiếu vào LDR, làm điện trở của nó giảm xuống. Mạch điện sẽ nhận biết và giữ cho rơ-le ở trạng thái ngắt, đèn không sáng.
• Khi trời tối: Ánh sáng yếu đi, điện trở của LDR tăng lên. Mạch điện sẽ nhận biết sự thay đổi này, kích hoạt rơ-le đóng lại, cấp điện cho đèn sáng lên.

4. Lưu ý khi mua và sử dụng Cảm biến ánh sáng

• Chọn đúng loại: Phải chọn loại có khả năng chịu tải (dòng điện) phù hợp với tổng công suất của các bóng đèn cần điều khiển.
• Lắp đặt đúng vị trí:
• Lắp đặt ở nơi có ánh sáng tự nhiên, không bị che khuất.
• Quan trọng: Tránh lắp đặt ở nơi có ánh sáng của chính bóng đèn mà nó điều khiển rọi vào, vì khi đèn bật, cảm biến sẽ lại nhận được ánh sáng và tự tắt.
• Tránh lắp gần các nguồn sáng khác như đèn xe ô tô, đèn đường khác...

5. Nhược điểm và cách khắc phục

Nhược điểm:

• Có thể bị kích hoạt nhầm nếu có ánh sáng đột ngột chiếu vào (ví dụ như đèn xe).
• Độ nhạy có thể bị giảm nếu bị bám bụi bẩn.

Cách khắc phục:

• Lắp đặt ở vị trí khuất, tránh ánh sáng trực tiếp từ các nguồn không mong muốn.
• Thường xuyên vệ sinh mắt cảm biến.

Lời kết

Cảm biến ánh sáng là một thiết bị rất tiện ích, giúp bà con mình tiết kiệm điện và làm cho cuộc sống trở nên tự động, thông minh hơn.

Nếu bà con muốn lắp đặt hệ thống đèn sân vườn, đèn cổng, đèn hiên nhà tự động, hay muốn tìm hiểu sâu hơn về giải pháp nhà thông minh để điều khiển các thiết bị điện từ xa, hãy liên hệ với tôi để được tư vấn miễn phí. Tôi là Phạm Minh Liêm, chuyên tư vấn, thiết kế, thi công và bảo trì các hệ thống Smart Home. Bà con có thể liên hệ với tôi qua:

• Điện thoại: 0902633999
• Nhắn tin Messenger: m.me/smarthomeminhliem
• Nhắn tin/Gọi Zalo: zalo.me/0902633999
• Hoặc ghé thăm cửa hàng tại: Ấp Đôi Ma, Xã Gia Thuận, Tỉnh Đồng Tháp.

Bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu về một gã “nhạy cảm” không kém, có thể “nhìn thấy” được sự chuyển động, đó là Cảm biến chuyển động.