Gaismas atkarīgie rezistori (LDR), pazīstami arī kā fotorezistori vai fotoelementi, ir elektroniski komponenti, ko parasti izmanto ielu apgaismojumā un citās gaismas sensoru lietojumprogrammās. LDR ir pasīvas ierīces, kas uzrāda elektriskās pretestības izmaiņas, reaģējot uz gaismas intensitātes izmaiņām. Šajā atbildē LDR ļauj ielu apgaismojumam automātiski pielāgot spilgtumu, pamatojoties uz apkārtējā apgaismojuma apstākļiem. Iedziļināsimies LDR darbības principā un funkcionalitātē ielu apgaismojumā.
LDR parasti ir izgatavoti no pusvadītāju materiāla, piemēram, kadmija sulfīda (CdS) vai svina sulfīda (PbS), kam piemīt īpašība, ko sauc par fotovadītspēju. Fotovadītspēja attiecas uz parādību, kad materiāla elektriskā vadītspēja mainās gaismas ietekmē. LDR pretestība samazinās, palielinoties krītošās gaismas intensitātei, un otrādi.
LDR pamatkonstrukcijā ir izmantots pusvadītāju materiāls ar augstu pretestību tumsā vai vājā apgaismojumā. Materiāls ir iespiests starp diviem vadošiem elektrodiem, veidojot vienkāršu ķēdi. Ja uz LDR nekrīt gaisma, tā pretestība ir augsta, un ķēdē ir minimāla strāvas plūsma.
Tagad izpētīsim LDR darbību ielu apgaismojuma sistēmā:
Gaismas noteikšana: ja ir apkārtējā gaisma, gaismas avota fotoni ietriecas LDR virsmā. Fotonu enerģija ierosina pusvadītāju materiālu, izraisot saistīto elektronu izdalīšanos, tādējādi samazinot LDR pretestību.
Sprieguma dalītāja ķēde: LDR ir pievienots sprieguma dalītāja ķēdes konfigurācijā ar fiksētu rezistoru. Fiksētais rezistors nodrošina stabilu atsauces spriegumu, savukārt LDR pretestība mainās.
Izejas sprieguma izmaiņas: mainoties LDR pretestībai, mainās arī spriegums pāri. Šī variācija ir proporcionāla gaismas intensitātei, kas krīt uz LDR. Sprieguma dalītāja ķēdes sprieguma izvade tiek mērīta krustojumā starp LDR un fiksēto rezistoru.
Vadības mehānisms: izejas spriegums tiek ievadīts vadības mehānismā, kas var būt analogā vai digitālā ķēde. Šis vadības mehānisms analizē sprieguma līmeni un nosaka, vai ielu apgaismojums ir jāieslēdz, jāizslēdz vai jāpielāgo.
Gaismas regulēšana: pamatojoties uz vadības mehānisma analīzi, ielu apgaismojuma spilgtums tiek attiecīgi pielāgots. Ja apkārtējā apgaismojuma līmenis ir zems, kas norāda uz tumsu, vadības mehānisms iedarbina ielu apgaismojumu, lai ieslēgtu vai palielinātu tā spilgtumu. Un otrādi, ja apkārtējā apgaismojuma līmenis ir augsts, vadības mehānisms var aptumšot vai izslēgt ielu apgaismojumu, lai taupītu enerģiju.
Atgriezeniskās saites cilpa: vadības mehānisms nepārtraukti uzrauga gaismas intensitāti caur LDR. Tas salīdzina izmērīto intensitāti ar iepriekš noteiktu slieksni un attiecīgi dinamiski kontrolē ielu apgaismojuma darbību. Šī atgriezeniskās saites cilpa nodrošina, ka ielu apgaismojums reaģē uz mainīgajiem apgaismojuma apstākļiem reāllaikā.
LDR izmantošana ielu apgaismojumā sniedz vairākas priekšrocības. Pirmkārt, tas ļauj automātiski kontrolēt ielu apgaismojumu, pamatojoties uz apkārtējā apgaismojuma līmeni, nodrošinot energoefektivitāti un izmaksu ietaupījumu. Ielu apgaismojums var apgaismot ceļus un celiņus tikai nepieciešamības gadījumā, samazinot nevajadzīgu enerģijas patēriņu dienas gaišajā laikā. Turklāt LDR pašregulējošais raksturs nodrošina, ka ielu apgaismojums paliek funkcionāls pat mainīgos apgaismojuma apstākļos, piemēram, rītausmā un krēslā.
Noslēgumā jāsaka, ka LDR ir izšķiroša nozīme ielu apgaismojumā, nosakot apkārtējā apgaismojuma līmeni un nodrošinot atgriezenisko saiti vadības mehānismiem. Pateicoties savām fotovadītajām īpašībām, LDR ļauj ielu apgaismojumam automātiski pielāgot spilgtumu un darbību. Šī funkcionalitāte veicina energoefektivitāti, izmaksu ietaupījumu un uzlabotu apgaismojuma apstākļus āra vidē.
