Nuo šviesos priklausomi rezistoriai (LDR), taip pat žinomi kaip fotorezistoriai arba fotoelementai, yra elektroniniai komponentai, dažniausiai naudojami gatvių šviestuvuose ir kitose šviesos jutimo programose. LDR yra pasyvūs įrenginiai, kurių elektrinė varža keičiasi, reaguodama į šviesos intensyvumo pokyčius. Atsižvelgdami į tai, LDR leidžia gatvių apšvietimui automatiškai reguliuoti ryškumą pagal aplinkos apšvietimo sąlygas. Pasigilinkime į LDR veikimo principą ir funkcionalumą gatvių šviestuvuose.
LDR paprastai gaminami iš puslaidininkinės medžiagos, tokios kaip kadmio sulfidas (CdS) arba švino sulfidas (PbS), kuris turi savybę, vadinamą fotolaidumu. Fotolaidumas reiškia reiškinį, kai medžiagos elektrinis laidumas pasikeičia veikiant šviesai. LDR atsparumas mažėja didėjant krintančios šviesos intensyvumui, ir atvirkščiai.
Pagrindinė LDR konstrukcija apima puslaidininkinę medžiagą, pasižyminčią dideliu atsparumu tamsoje arba prasto apšvietimo sąlygomis. Medžiaga yra įterpta tarp dviejų laidžių elektrodų ir sudaro paprastą grandinę. Kai ant LDR nekrenta jokia šviesa, jo varža yra didelė, o grandinė turi minimalų srovės srautą.
Dabar panagrinėkime LDR veikimą gatvės apšvietimo sistemoje:
Šviesos aptikimas: kai yra aplinkos šviesos, šviesos šaltinio fotonai patenka į LDR paviršių. Fotonų energija sužadina puslaidininkinę medžiagą, sukeldama surištų elektronų išsiskyrimą, taip sumažindama LDR varžą.
Įtampos skirstytuvo grandinė: LDR yra prijungtas į įtampos daliklio grandinės konfigūraciją su fiksuotu rezistoriumi. Fiksuotas rezistorius užtikrina stabilią atskaitos įtampą, o LDR varža skiriasi.
Išėjimo įtampos kitimas: keičiantis LDR varžai, kinta ir jo įtampa. Šis pokytis yra proporcingas šviesos intensyvumui, patenkančiam į LDR. Įtampos skirstytuvo grandinės išėjimo įtampa matuojama sankryžoje tarp LDR ir fiksuoto rezistoriaus.
Valdymo mechanizmas: Tada išėjimo įtampa tiekiama į valdymo mechanizmą, kuris gali būti analoginė arba skaitmeninė grandinė. Šis valdymo mechanizmas analizuoja įtampos lygį ir nustato, ar gatvių apšvietimą reikia įjungti, išjungti ar reguliuoti.
Šviesos reguliavimas: remiantis valdymo mechanizmo analize, atitinkamai sureguliuojamas gatvės apšvietimo ryškumas. Jei aplinkos apšvietimo lygis žemas, o tai rodo tamsą, valdymo mechanizmas įjungia gatvės apšvietimą arba padidina jo ryškumą. Ir atvirkščiai, jei aplinkos apšvietimo lygis yra aukštas, valdymo mechanizmas gali pritemdyti arba išjungti gatvės šviesą, kad būtų taupoma energija.
Grįžtamojo ryšio kilpa: valdymo mechanizmas nuolat stebi šviesos intensyvumą per LDR. Jis lygina išmatuotą intensyvumą su iš anksto nustatyta riba ir atitinkamai dinamiškai valdo gatvės apšvietimo veikimą. Ši grįžtamojo ryšio kilpa užtikrina, kad gatvių apšvietimas reaguotų į besikeičiančias apšvietimo sąlygas realiu laiku.
LDR naudojimas gatvių apšvietime turi keletą privalumų. Pirma, tai leidžia automatiškai valdyti gatvių apšvietimą, atsižvelgiant į aplinkinio apšvietimo lygį, taip užtikrinant energijos vartojimo efektyvumą ir išlaidų taupymą. Gatvių apšvietimas gali apšviesti kelius ir takus tik esant būtinybei, taip sumažinant nereikalingas energijos sąnaudas šviesiu paros metu. Be to, savaime besireguliuojantis LDR pobūdis užtikrina, kad gatvių apšvietimas išliktų funkcionalus net esant kintamoms apšvietimo sąlygoms, pavyzdžiui, auštant ir sutemus.
Apibendrinant galima pasakyti, kad LDR vaidina lemiamą vaidmenį gatvių apšvietime, nes nustato aplinkos apšvietimo lygį ir pateikia grįžtamąjį ryšį valdymo mechanizmams. Dėl savo fotolaidžių savybių LDR leidžia gatvių šviestuvams automatiškai reguliuoti ryškumą ir veikimą. Ši funkcija prisideda prie energijos vartojimo efektyvumo, sąnaudų taupymo ir geresnių apšvietimo sąlygų lauko aplinkoje.
