एलडीआर (लाइट डिपेंडेंट रेसिस्टर) क्या है?

प्रकाश आश्रित प्रतिरोधक (एल.डी.आर.) एक बार फिर अभिषिक्त फोटोरेसिस्टर के रूप में सामने आए हैं। वे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जिनका प्रतिरोध सीधे इस बात पर निर्भर करता है कि वे कितने प्रकाश के संपर्क में हैं। LDR का प्रतिरोध प्रकाश के स्तर में वृद्धि के साथ कम हो जाता है और प्रकाश के स्तर में कमी के साथ बढ़ता है। यह कार्यक्षमता उन्हें प्रकाश पहचान पर निर्भर अनुप्रयोगों में अत्यधिक उपयोगी बनाती है। उदाहरण के लिए, हम उनका उपयोग स्ट्रीट लाइट में करते हैं, जो शाम होने पर स्वचालित रूप से चमकती हैं, और वे प्रकाश-संवेदनशील आधुनिक उपकरणों का एक अनिवार्य हिस्सा भी हैं।

यह तब महत्वपूर्ण है पीसीबी निर्माता यह समझने के लिए कि LDRs क्या भूमिका निभाते हैं। वे डिज़ाइनरों को प्रकाश-नियंत्रित प्रणालियों की तुलना में अधिक कुशलता से सरल डिज़ाइन बनाने में सक्षम बनाते हैं। कैमरा, लाइट मीटर या अलार्म सिस्टम जैसी स्वचालित प्रकाश व्यवस्था को डिज़ाइन करते समय LDRs आपके सर्किट को बेहतर बनाने में आपकी मदद कर सकते हैं।

यहाँ हम जानेंगे कि LDR क्या हैं, वे कैसे दिखते हैं, उनके प्रकार, उनका काम और उनका उपयोग कहाँ किया जाता है। आप इसे अपनी परियोजनाओं में लागू करने के लिए अच्छी तरह से ज्ञान से लैस होंगे और आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में वे क्यों आवश्यक हैं।

एलडीआर परिभाषा और अधिक

एल.डी.आर., एक फोटोरेज़िस्टर, एक है निष्क्रिय इलेक्ट्रॉनिक घटक जिसका प्रतिरोध तत्व पर पड़ने वाले प्रकाश की तीव्रता के साथ बदलता रहता है। अंधेरे या कम रोशनी में प्रतिरोध अधिक होता है, जबकि तेज धूप में प्रतिरोध कम हो जाता है। यह LDR को प्रकाश के स्तर के आधार पर संवेदन या नियंत्रण की आवश्यकता वाले सर्किट के लिए उपयुक्त बनाता है।

आप उन्हें सबसे आम अनुप्रयोगों में पाएंगे, जैसे कि स्वचालित स्ट्रीटलाइट या प्रकाश-सक्रिय अलार्म। LDR क्या है? यह बस एक प्रतिरोधक है जिसका व्यवहार इसके आस-पास की रोशनी की तीव्रता पर निर्भर करता है, जो प्रकाश-संवेदनशील अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है।

एलडीआर प्रतीक

सर्किट आरेख एक प्रतिरोधक के उल्टे आयताकार आकार का सहारा लेता है जिसके सामने दो तीर होते हैं। यह वह प्रकाश है जो उस घटक पर चमकता है। यह लगभग हर जगह काम करेगा, सिवाय इसके कि यह देश-दर-देश थोड़ा अलग होगा। इस संबंध में, उदाहरण के लिए, उन आरेखों में कुछ तीरों का अभिविन्यास या कोण अन्य देशों में भिन्न हो सकता है। यह प्रतीक किसी भी प्रकाश-निर्भर सर्किट में LDR की पहचान करना बहुत आसान बनाता है, और इस प्रकार, यह अधिकांश स्वचालित प्रणालियों का हिस्सा बन जाता है।

एलडीआर संरचना

एलडीआर सेंसर कैडमियम सल्फाइड, सीडीएस नामक अर्धचालक पदार्थ से बना होता है। यह एलडीआर का केंद्रीय बिंदु बनाता है क्योंकि यह प्रकाश संवेदनशील होता है। इसे दो संपर्कों के बीच ज़िगज़ैग या सर्पिल में रखा जाता है, जिसे आमतौर पर प्रवाहकीय बनाया जा सकता है। अर्धचालक पर प्रकाश पड़ने पर प्रतिरोध कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सर्किट में अधिक धारा प्रवाहित होती है।

बाहरी आवरण कभी-कभी पारभासी होता है और प्रकाश को फोटोरेसिस्टर तक जाने देने के लिए आंतरिक भागों को अपवर्तित कर सकता है। इस प्रकार, एक बहुत ही सरल डिज़ाइन LDRs को स्वचालित प्रकाश व्यवस्था, फ़ोटोग्राफ़ी या प्रकाश के माध्यम से संवेदन जैसे अनुप्रयोगों में काफी अच्छी तरह से काम करने में सक्षम बनाता है।

एलडीआर के लिए विनिर्देश

आम तौर पर, किसी विशिष्ट सर्किट के लिए उपयुक्त LDR का चयन फोटोडायोड या अधिक व्यापक रूप से, फोटोरेसिस्टर विशेषताओं से परिचित होने पर निर्भर करता है। दो महत्वपूर्ण पैरामीटर उज्ज्वल रोशनी में कई सौ ओम से लेकर पूर्ण अंधेरे में कई मेगाओम तक के प्रतिरोध हैं और आम तौर पर कम पावर रेटिंग होती है क्योंकि LDR को अक्सर कम-पावर सर्किट में इस्तेमाल करने की इच्छा होती है। इसका मतलब प्रतिक्रिया समय भी है, या यह प्रकाश की तीव्रता में बदलाव पर कितनी तेजी से प्रतिक्रिया करेगा। वर्णक्रमीय संवेदनशीलता उन तरंग दैर्ध्य का वर्णन करती है जिन्हें LDR समझ सकता है, जिससे इसका उपयोग प्रकाश की स्थितियों पर निर्भर करता है।

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एलडीआर प्रकार और उनके उपयोग के मामले

एलडीआर या फोटोरेसिस्टर को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है: आंतरिक और बाह्य।

आंतरिक फोटोरेज़िस्टर:

स्वाभाविक लीडर शुद्ध अर्धचालक पदार्थों से तैयार किए जाते हैं। इन पदार्थों में लगभग नगण्य चालकता होती है, लेकिन ये अपने शुद्ध अर्धचालक स्वभाव के कारण अधिक चालक हो सकते हैं। एक आंतरिक LDR में, इलेक्ट्रॉन वैलेंस बैंड से कंडक्शन बैंड की ओर उत्तेजित हो जाते हैं। ऐसा उन पर पड़ने वाले प्रकाश के कारण होता है, जिससे प्रतिरोध कम हो जाता है।

आंतरिक फोटोरेसिस्टर का उपयोग वहां किया जाता है जहां संवेदनशीलता की वर्णक्रमीय सीमा बहुत अधिक होती है। यह दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम के प्रति संवेदनशील है और इसका उपयोग वहां किया जाता है जहां बहुत प्रकाश-संवेदनशील उपकरणों की आवश्यकता होती है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में प्रकाश मीटर और सौर ऊर्जा के लिए मापने वाले उपकरण शामिल हैं।

बाह्य फोटोरेज़िस्टर:

प्रकाश की एक विशेष तरंगदैर्घ्य तक संवेदनशीलता को संभव बनाने के लिए बाह्य फोटोरेसिस्टर्स को अशुद्धियों के साथ डोप किया गया है। इस प्रकार के LDR में उपयोग की जाने वाली कई सामग्रियों में से, कैडमियम सल्फाइड और कैडमियम सेलेनाइड का सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। अशुद्धता डोपिंग प्रतिरोधकों की उच्च तरंगदैर्घ्य प्रकाश, यहां तक ​​कि अवरक्त के प्रति संवेदनशीलता को बढ़ाती है। बाह्य LDR का उपयोग अधिकांश विशेष अनुप्रयोगों में किया गया है, जैसे कि अवरक्त डिटेक्टर, नाइट विजन सिस्टम और लौ का पता लगाना।

हालाँकि LDRs के दो प्रकार हैं, लेकिन उनके फायदे अनुप्रयोग पर निर्भर हैं। आंतरिक फोटोरेसिस्टर्स सामान्य प्रकाश-संवेदन अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त हैं, जबकि बाहरी फोटोरेसिस्टर्स के अनुप्रयोग विशिष्ट प्रकाश वातावरण में होते हैं जो एक गैर-दृश्य स्रोत द्वारा प्रकाशित होते हैं।

एलडीआर कार्य सिद्धांत

एलडीआर इस सिद्धांत पर आधारित है कि यह प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन के साथ बदलता है। सरल शब्दों में कहें तो एलडीआर एक फोटोरेसिस्टर है जिसका प्रतिरोध प्रकाश की तीव्रता के विपरीत बदलता है।

प्रक्रिया क्या है?

·   पर्याप्त प्रकाश की अनुपस्थिति में, एलडीआर-कैडमियम सल्फाइड पदार्थ में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या कम होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च प्रतिरोध होता है।

·   एलडीआर में, प्रकाश के गिरने से ऊर्जा हस्तांतरण के माध्यम से फोटॉन उस पदार्थ के अंदर इलेक्ट्रॉनों से टकराते हैं।

·   यह इलेक्ट्रॉनों को ऊर्जा प्रदान करता है जिससे वे संयोजकता बैंड से चालन बैंड में चले जाते हैं, जिससे मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ जाती है।

·   मुक्त इलेक्ट्रॉन बहुत कम प्रतिरोधक होते हैं; यही दूसरा कारण है कि अधिक धारा प्रवाह की आवश्यकता होती है, क्योंकि मुक्त रूप से गतिशील इलेक्ट्रॉन इसके अनुकूल होते हैं।

यह फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव चार्ज वाहकों की संख्या में वृद्धि का कारण बनता है, जो एलडीआर सामग्री पर प्रकाश के संपर्क के कारण होता है। रोशनी जितनी मजबूत होगी,

·   यह अधिक फोटॉन अवशोषित करता है। यह अधिक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करता है।

·   प्रतिरोध और भी कम हो जाता है तथा अधिक धारा प्रवाहित होने लगती है।

एल.डी.आर. का उपयोग प्रकाश-निर्भर अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से किया जाता है।

·   प्रकाश व्यवस्था के स्वचालित होने से अब स्ट्रीट लाइटें रात्रि में स्वतः ही चालू हो जाती हैं।

·   कैमरा एक्सपोज़र मीटर: प्रकाश की तीव्रता एक्सपोज़र को सटीक बनाती है।

·   प्रकाश-संवेदनशील सुरक्षा और अलार्म प्रणालियाँ।

एलडीआर प्रणाली के नियंत्रण सर्किट में बहुत बुनियादी हैं, जिन्हें परिवेशीय प्रकाश स्थितियों की आवश्यकता होती है, क्योंकि वे प्रकाश के अनुसार प्रतिरोध के साथ बदलते हैं।

फोटोरेज़िस्टर प्रदर्शन

आवृत्ति संवेदनशीलता

एलडीआर प्रकाश की तरंगदैर्घ्य पर उनकी क्रिया के साथ मिलकर काम करता है। एलडीआर का प्रतिरोध पराबैंगनी से लेकर अवरक्त तक की तरंगदैर्घ्य के साथ बदलता रहता है। एलडीआर का सबसे अच्छा संचालन उपयोग की गई सामग्री की आवृत्तियों की सीमाओं के भीतर दृश्य प्रकाश द्वारा प्राप्त किया जाता है। कैडमियम सल्फाइड युक्त एलडीआर दृश्य स्पेक्ट्रम के साथ सबसे अधिक संवेदनशील है।

इसलिए, वे उन अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त हैं जहाँ मानव दृश्य प्रतिक्रिया एक संदर्भ बिंदु बन जाती है। ऐसे सर्किट डिज़ाइनों के लिए एलडीआर की विशिष्ट आवृत्ति प्रतिक्रिया को जानना आवश्यक है, जिसमें शामिल प्रकाश के प्रकार के बारे में नियंत्रण अच्छा होना चाहिए।

विलंब

ये LDRs प्रकाश की तीव्रता में कुछ बदलाव या, कोई कह सकता है, कुछ विलंबता पर प्रतिक्रिया करते हैं जब तक कि प्रकाश का वह बदलाव खुद को संबंधित प्रतिरोध में प्रकट नहीं कर देता। यह कुछ स्थितियों में बहुत लंबा और परेशान करने वाला हो सकता है, खासकर जब एक अंधेरे कमरे से अत्यधिक रोशनी वाले दिन के उजाले में जाना हो।

इसे मिलीसेकंड में मापा जाता है और यह LDR की सामग्री और इसकी तीव्रता पर निर्भर करता है। इसलिए, जब इसे अलार्म या कैमरों के लिए एक्सपोज़र सिस्टम जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है, तो डिज़ाइनर इसकी विलंबता पर विचार करेंगे, उदाहरण के लिए, प्रकाश स्रोत द्वारा वास्तविक समय में प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है।

फोटोरेसिस्टर के फायदे और नुकसान

एलडीआर लाभ

LDRs में जबरदस्त व्यावहारिक गुण हैं जो उन्हें विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। यह काफी हद तक LDRs की सामर्थ्य के कारण है, क्योंकि उन्हें बनाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री अपेक्षाकृत सस्ती है। किसी भी सर्किट में LDRs का एकीकरण जितना सरल हो सकता है, उतना ही कम है, इसके लिए न्यूनतम अतिरिक्त भागों की आवश्यकता होती है; इसलिए, डिज़ाइन जितना संभव हो उतना सरल है।

एलडीआर आमतौर पर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर भारी तक आते हैं औद्योगिक उपकरण और लगभग सभी परिस्थितियों में प्रकाश का पता लगाने के लिए आसानी से अनुकूलित होते हैं। वे मुख्य रूप से स्वचालित प्रकाश नियंत्रण, रात्रि प्रकाश और कैमरों में एक्सपोज़र नियंत्रण के अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाते हैं क्योंकि वे प्रकाश स्तरों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं।

ये सभी किफ़ायती, संभालने में आसान और अत्यधिक लागू होते हैं। ये सभी बताते हैं कि LDRs प्रकाश-संवेदन अनुप्रयोगों के लिए क्यों उपयोग में रहते हैं।

सीमाएं और चुनौतियां

हालाँकि LDR के कई फायदे हैं, लेकिन इनमें कुछ सीमाएँ भी हैं। ये तुलनात्मक रूप से धीमी प्रतिक्रिया वाले उपकरण हैं; इसलिए, प्रकाश में तेज़ बदलाव के लिए इनका प्रदर्शन ख़राब हो जाता है। वे तापमान के प्रति संवेदनशील होते हैं; प्रकाश लागू किए बिना प्रतिरोध में बदलाव सर्किट डिज़ाइन को कुछ हद तक जटिल बना देता है। यह उच्च परिशुद्धता माप के लिए सबसे उपयुक्त नहीं है क्योंकि प्रकाश के प्रति इसकी संवेदनशीलता बहुत व्यापक है।

ये कारक उन्हें उच्च-प्रदर्शन कार्यों में अधिक व्यावहारिक नहीं बनाते, जहां सटीकता और गति एक मुद्दा से कहीं अधिक महत्वपूर्ण है।

फोटोरेज़िस्टर के अनुप्रयोग

आम उपयोग

इन सेंसर के कई अनुप्रयोग हैं, मुख्य रूप से परिवेशी प्रकाश स्तरों का पता लगाने और विद्युत सर्किट के संगत परिवर्तन के माध्यम से। स्वचालित स्ट्रीट लाइट सिस्टम में इसका अनुप्रयोग, शाम के समय लाइट को चालू करने और भोर के समय बंद करने की अनुमति देता है, जिससे LDR सबसे आम उपयोगों में से एक बन जाता है। यह वर्तमान में एक्सपोज़र को नियंत्रित करने के लिए कैमरा सिस्टम में भी लागू होता है, और कैमरा आसपास की रोशनी की तीव्रता में वृद्धि के आधार पर स्वचालित रूप से सेटिंग्स बदल सकता है।

इसके अलावा, एलडीआर अलार्म, घड़ियों और डिमर स्विच के लिए फोटोरिसेप्टर के घटक भाग हैं। उद्योग में, इसका उपयोग कृषि ग्रीनहाउस से गुजरने वाली प्रकाश मात्रा को मापने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग स्वचालित रूप से संचालित विंडो ब्लाइंड्स को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, इस प्रकार यह विभिन्न विषयों में उनके व्यावहारिक अनुप्रयोग का प्रमाण प्रदान करता है।

सर्किट के उदाहरण

LDR के कई अनुप्रयोगों का उपयोग व्यापक, सरल सर्किट डिज़ाइनों के लिए आसानी से किया जा सकता है, जैसे कि प्रकाश-संवेदनशील स्विच या परिवर्तन-स्थिति रिले जो आसपास के वातावरण में परिवेशी प्रकाश स्थितियों के अनुसार उपकरणों को चालू और बंद करता है। अन्य अनुप्रयोग वोल्टेज डिवाइडर सर्किट में होंगे जहाँ LDR परिवेशी प्रकाश स्थितियों के अनुसार आउटपुट वोल्टेज को समायोजित करेगा।

एक कठिन अनुप्रयोग कुछ LDR को ऑपरेशनल एम्पलीफायरों के साथ मल्टीप्लेक्स करना है ताकि ऑटो पंखे या प्रकाश तीव्रता मीटर जैसे प्रकाश-निर्भर सिस्टम को नियंत्रित किया जा सके। ऐसे सर्किट बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में LDR के उपयोग की क्षमता को प्रदर्शित करने के अलावा और कुछ नहीं करते हैं।

फोटोरेज़िस्टर कैसे काम करता है?

एलडीआर या फोटोरेसिस्टर का सबसे बुनियादी कार्य, प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन के कारण इसके प्रतिरोध को बढ़ाने और परिणामस्वरूप चालकता को कम करने की क्षमता है। इस वजह से, जब फोटॉन पदार्थ से टकराते हैं, तो वे अवशोषित हो जाते हैं और कुछ इलेक्ट्रॉनों को चालन बैंड में ऊपर उठाते हैं, जिससे सर्किट का प्रतिरोध कम हो जाता है।

एलडीआर अंधेरे में एक उच्च प्रतिरोधक की तरह काम करता है क्योंकि उन इलेक्ट्रॉनों को शुरू करने के लिए प्रकाश की कोई उपलब्ध ऊर्जा नहीं होती है। इसमें प्रकाश की तीव्रता के लिए प्रतिरोध का एक रैखिक परिवर्तन होता है; इसलिए, एलडीआर परिवर्तनशील प्रकाश नियंत्रण जैसे अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयुक्त हैं।

सर्किट में LDR एक परिवर्तनीय प्रतिरोधक की तरह कार्य करता है जिसमें यह संवेदित प्रकाश के आधार पर धारा प्रवाह की मात्रा को बदलता है। इसका तंत्र सरल और कुशल है, इसलिए इसका उपयोग स्वचालित प्रकाश सर्किट जैसे उपकरणों से लेकर कैमरों में प्रकाश सेंसर जैसे जटिल उपकरणों में किया जाता है। LDR के प्रतिरोध में वृद्धि तब संबंधित अलग-अलग वोल्टेज संकेतों में बदल जाती है, जिसे अन्य उपकरणों को चलाने के लिए आगे संसाधित किया जा सकता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

एलडीआर सेंसर क्या है?

लाइट डिपेंडेंट रेसिस्टर (LDR) सेंसर एक ऐसा उपकरण है जो प्रकाश की तीव्रता को एक निश्चित सीमा तक मापने में सक्षम है। सेंसरउचित प्रकाश की स्थिति में इसका प्रतिरोध कम हो जाता है, जिससे इसके चारों ओर प्रकाश परिवर्तन को मापना आसानी से संभव हो जाता है।

एलडीआर सेंसर का उपयोग किस लिए किया जाता है?

एलडीआर सेंसर का उपयोग स्वचालित प्रकाश व्यवस्था, प्रकाश-संवेदनशील अलार्म और चमक नियंत्रण में किया जाता है, जहां प्रकाश के स्तर का पता लगाना आवश्यक होता है।

LDR प्रतीक कैसे पढ़ें?

एलडीआर प्रतीक एक आयत है जो एक प्रतिरोधक को दर्शाता है, जिसकी ओर दो तीर इंगित करते हैं, जो यह संकेत देते हैं कि प्रकाश घटक पर पड़ रहा है।

एलडीआर और फोटोडियोड के बीच क्या अंतर हैं?

जब प्रकाश उन पर पड़ता है तो LDR निष्क्रिय रूप से प्रतिरोध बदलते हैं, जबकि फोटोडायोड सक्रिय रूप से करंट उत्पन्न करते हैं। LDR की गति और रिज़ॉल्यूशन फोटोडायोड की तुलना में बहुत धीमी और कम सटीक होती है, जो प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन के लिए तेज़ प्रतिक्रिया देते हैं।