Sensörler Ders2 Aslı Ergün
Işık İnsan gözü, dalga boyu 380 nanometreden 780 nanometreye kadar olan elektromanyetik dalgaları ışık olarak algılar. Gözün en yüksek duyarlılığı yeşil ile sarı renkleri arasındadır. Ultraviyole (mor ötesi), ve enfraruj (kızıl ötesi) Işınlar ise insan gözü tarafından algılanamaz.
Optik Sensörler Üzerine düşen ışığa bağlı olarak üstünden geçen akımı değiştiren elemanlara optik sensörler(algılayıcılar)denir . Optik sensörler ışık miktarındaki değişmeleri elektriksel işaretlere dönüştürürler.
LDR(Fotodirenç, Light Dependent Resistance) Işıkta az direnç, karanlıkta yüksek direnç gösteren devre elemanlarına LDR denir. Aydınlıkta LDR'lerin üzerinden geçen akım artar, karanlıkta ise azalır. LDR'ler, CdS (kadmiyum sülfür), CdSe (kadmiyum selinür), selenyum, germanyum ve silisyum vb. gibi ışığa karşı çok duyarlı maddelerden üretilmektedir.
LDR
LDR LDR yapımında kullanılan madde, algılayıcının hassasiyetini ve algılama süresini belirlemekte, oluşturulan yarı iletken tabakanın şekli de algılayıcının duyarlılığını etkilemektedir. LDR'ye gelen ışığın odaklaþmasını sağlamak için üst kısım cam ya da şeffaf plastikle kaplanmaktadır.
LDR LDR'ler, endüstriyel kumanda sistemlerinde, otomatik gece lambalarında, dijital sayıcılarda, brülörlerde, kanın renk yoğunluğunu belirleyen tıbbî cihazlarda, flaşlı fotoğraf makinelerinde, hareket dedektörlerinde, zil butonlarında vb. kullanılırlar.
Fotodiyotlar (Photodiode, Işığa Duyarlı Diyod) Foto diyotlar da bir tip optik sensördür. Diyot tek yönlü akım geçiren elemandır. Foto diyot ise ışığın etkisi ile tek yönlü akım geçişini sağlar.
Fotodiyotlar Üzerine ışık düştüğünde iletken olarak katot ucundan anot ucuna doğru akım geçirir.
Fotodiyotlar Fotodiyodlarda mercekli kısma gelen ışığa göre katotdan anota doðru akan düşük değerli akım değişir. Geçen akım, ışığın şiddetine bağlı olarak 100 mA-150 mA, gerilim ise 0,14-0,15 V arasında değişmekte olup çok küçüktür. Fotodiyotların çalışma hızı son derece yüksektir (yaklaşık 1 ns ile 0,2 ms). Bu hızlı davranışları ve boyutlarının küçük olması sayesinde fiber optik kabloyla veri iletiminde kullanılmaktadırlar. Bu elemanlar, hem bir gerilim üreteci hem de ışık algılayıcı olarak kullanılabilir. Fotodiyodlar enfraruj ışınlara karşı da duyarlıdır. Bunu sağlamak için, diyodun gövdesindeki alıcı kısmın merceği renkli cam ya da plastikten yapılarak normal ışınların etkide bulunması önlenir.
Fotopiller (Solar Cell, Fotosel, Güneþ Pili, Photo Voltaic Cell) Güneş enerjisini (gün ışığını) elektrik enerjisine dönüştüren elemanlara fotopil denir. Fotopillerin yapısı ve çalışması şöyledir: Foton absorblanmasıyla (emilmesiyle) oluşan yük taşıyıcılar çoğunlukta oldukları bölgelere sürüklenirler. Birleşim yüzeyinden I akımı geçer ve N tipi madde eksi (-), P tipi madde ise artı (+) yüklenmiş olur. I akımı, birleşim yüzeyinin ileri yönde kutuplaşmasına ve birleşimin gerilim settinin alçalmasýna neden olur. Dış devre açık ise (alıcı yoksa) Pden Nye akım geçer ve birleþim yüzeyindeki gerilim setti tekrar yükselir ve P bölgesi eksi (-), N bölgesi artı (+) yüklenir. Sonra tekrar foton absorblanarak olay devam eder.
Fotodiyodlar Fotodiyotlar, transistör ve tristör tetiklemelerinde, ışık kontrollü devrelerde, alarm devrelerinde ,elektronik flaşlarda ışık ölçüm cihazlarında oprtokuplörlerde ve sayıcı devrelerinde kullanılırlar.
Fototransistörler (Photo Tr) Beyaz ucuna ışık düştüğünde C-E arasından akım geçişini sağlayan elemanlardır. Işık enerjisi (foton) gelebilmesi için beyaz ucunun bulunduðu kısma mercek şeklinde cam yerleştirilmiştir. Fotodiyodlardan farklı olarak ışıkla üretilen akımı yükseltme yaparlar. Bu özellikleri sayesinde fotodiyodlardan çok üstündürler.
Fototransistörler (Photo Tr) Bu elemanlar, TV, video, müzik seti, klima gibi cihazların uzaktan kumanda devrelerinde, gün ışığına duyarlı olarak çeşitli aygıtların ve alarm sistemlerinin çalıştırılmasında vb. kullanılmaktadır.
Arduino ve LDR int ledPin = 3; int photocellInput = 0; void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); } void loop() { photocellInput = (analogRead(0)/4); // Divides input 0-1023 to resemble to 0-255 analogWrite(ledPin, photocellInput); // The delay can be change to get the desired dimming effect delay(20);
Toprak Nem Sensörü const int VAL_PROBE = 0; // Analog pin 0 const int MOISTURE_LEVEL = 250; // the value after the LED goes ON void setup() { Serial.begin(9600); } void LedState(int state) { digitalWrite(13, state); void loop() { int moisture = analogRead(VAL_PROBE); Serial.println(moisture); if(moisture > MOISTURE_LEVEL) { LedState(HIGH); } else { LedState(LOW); delay(100);
Otomatik Sulama Sistemi } else if (nem > 450 && nem <= 700) // Eğer nem değeri 450 ile 700 arasında ise aşağıdaki kodlar devreye girecektir. { Serial.println(“Toprak ideal nem seviyesinde”); digitalWrite(2, HIGH); // Röle devre dışı olacaktır. digitalWrite(3, HIGH); // Röle devre dışı olacaktır. delay(2000); } else if (nem >700 && nem <= 850) // Eğer nem değeri 700 ile 850 arasında ise aşağıdaki kodlar devreye girecektir. { Serial.println(“Toprak ideal nem seviyesinin altinda ve sulama sistemi devreye girecek”); digitalWrite(2, LOW); // Röle aktif olacaktır. digitalWrite(3, LOW); // Röle aktif olacaktır. } else // Eğer nem değeri 850 den yüksek ise aşağıdaki kodlar devreye girecektir. Serial.println(“Toprak ideal nem seviyesinin cok altinda ve sulama sistemi devreye girecek”); void setup() { pinMode(2, OUTPUT); // 1. röle kanalının çıkış pini. pinMode(3, OUTPUT); // 2. röle kanalının çıkış pini. Serial.begin(9600); } void loop() int nem = analogRead(A0); // Arduino karttaki A0 pinine bağlı nem sensöründen gelen analog değer “nem” olarak atanmıştır. if (nem <= 300) // Eğer nem değeri 300 den küçükse alttaki kodlar devreye girecektir. { Serial.println(“Toprak ideal nem seviyesinin cok ustunde”); digitalWrite(2, HIGH); // Röle devre dışı olacaktır. digitalWrite(3, HIGH); // Röle devre dışı olacaktır. delay(2000); } else if (nem > 300 && nem <= 450) // Eğer nem değeri 300 ile 450 arasında ise aşağıdaki kodlar devreye girecektir. { Serial.println(“Toprak ideal nem seviyesinin ustunde”); digitalWrite(2, HIGH); // Röle devre dışı olacaktır. digitalWrite(3, HIGH); // Röle devre dışı olacaktır. delay(2000);