光线感应器的工作原理及其节能应用

1 光线感应器的概念

光线感应器又叫亮度感应器，是由投光器和受光器这两个组件构成的。现在的高科技技术使得许多平板电脑和手机都配备了这种感应器。它可以根据装置目前所处的光线亮度，自动调节装置的亮度，给使用者带来最佳的视觉效果。

2 光线感应器的工作原理

光线感应器工作原理是利用投光器将光线通过透镜聚焦，光线经过传输到达受光器的透镜，最后被接收感应器所接收，感应器将收到的光线信号转换成电信号，而这种被光线感应器转换来的电信号可以有多种应用方式。本文对光线感应器的应用主要是在实现其自动控制方面，不用人为的去调节照明设备的亮度，就可以为使用者配置最佳的光线亮度。基本实现原理是对投光器和受光器之间的光线进行阻挡，在这个过程中会产生一定的信息，这种信息就以信号的形式反应出来，对该信息加以合理利用就可以完成设定的要求使设备可以自动调节光亮强度即实现自动化控制照明设备。

为了完成对光的变化的感应，需要用到光敏电阻这种多光敏感的电子器件。光敏电阻器是根据半导体的光电效应制成的一种电阻值可以随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器。当照射光强度变强时，光敏电阻的阻值变小，照射光强度变弱时，光敏电阻的阻值变大。另一方面，光敏电阻器对我们日常生活中可见光的敏感程度和人眼对可见光（0.4～0.76）μm的敏感性程度是很相似的，所以只要是人眼可以感受到的光亮，都可以导致光敏电阻器的阻值发生相应的变化。所以光线感应器就利用光敏电阻器根据这种外界环境的光强度的变化输出微弱的电信号，通过简单的放大电路进行处理，处理的结果送至开关和控制设备就可以实现对光的控制了。在本文中主要利用光感应器在总开关打开的情况下根据环境的光强度自动调节光亮，当光强达到一定程度时就会自动关闭开关。

在光感应器里另一个重要的器件就是单片机AT89C51，其对该光线感应器的正常工作进行指导即有效的控制，在单片机AT89C51里主要包含有电源电路、复位电路和晶体振荡电路等设备。在本设计思路中完整的光线感应装置包含有检测光强度的光敏电阻器，对整个系统进行控制作用的单片机AT89C51，对从单片机输出的小功率信号进行放大的高频放大电路以及避免外界强电干扰的电路电压隔离部分。

首先光敏电阻器将对日光的强度做出感应，当外界环境的光强度变大时光敏电阻器的阻值变小，当外界光强度减弱时，光敏电阻器的阻值变大。光敏电阻器将这种随着外界光强度改变做出相应变化的检测结果即信号反馈给单片机AT89C51，由单片机AT89C51做出相应的判断，并将判断的结果输出。因为由单片机输出的信号功率是很小的，无法利用这种电流去驱动照明设备的开关或者控制设备。所以要在单片机AT89C51后接一个高频放大电路，使其对该小功率信号进行有效的放大。经过放大电路放大的电流信号就可以作用于控制照明设备的开关或者控制设备了。因为该光感应器的内部是实现弱电对外界环境中强电的控制，所以为了保护单片机使其能够正常的工作，在光感应器的内部还需要配备有电路电压的隔离部分，这样就可以有效的隔离外界强电对设备内部弱电的干扰，达到保护单片机的目的，整个设备可以随着室内光强度的改变调整照明设备的亮度，使得室内的光强度最适合，免去了人们手动调节照明设备的麻烦，也更好地自动节约了电能。当光线感应装置周边环境的光强度达到一定高度时，即完全可以关闭照明设备时，这时光敏电阻的阻值将减小到额定值，由单片机AT89C51给出断电的信号，该信号被传送到开关设备，使得电源关闭。

3 光线感应器在公共场所的新应用

现如今随着科学技术的不断发展，大量的智能产品不断的渗透到我们生活的各个领域，给我们的生活方式带来了巨大的变化。这些智能产品的应用，不仅给我们的生活带来了方便，而且很有效的节省了能源。虽然我们都知道现世界的资源面临短缺的问题，但我们还是很难做到自觉节约资源，所以现在的社会还是存在着很多资源浪费的现象，尤其是对电能的浪费。

我们经常会看到这样的场景，在阳光充足的大教室所有的电灯都还打开着，在大型的餐馆里面也会经常遇到这样的情况，所以如果在这些地方都安装上光线感应器使其自动控制照明设备的光强，而又在光亮达到一定强度时自动关闭电源开关，就可以有效的解决电源的白白浪费问题了。这种节约电能的光电感应器不仅可以应用在图书馆，还可以应用超市和商场等大型在场所。设想如果这种光线感应器能被广泛的应用在这些场所，那被节约的电能将是很可观的，这对中国的长期发展举足轻重。

当然该光线感应装置是有一定缺陷的，其内部的光敏电阻受温度影响较大，除此之外，光敏电阻对环境光强改变所作出的响应速度不够快，延迟时间受到入射光的光照强度的影响。但人们在不断的研制出新型的光线感应器，来提高节能的比例。随着人们对节能要求的逐渐提高，相信光线感应器的应用会越来越广泛，性能和精度也会得到改善。

4 结论

现在人们已经对节约资源的问题有了一定的认识，但是还是有待提高。节约资源的问题不仅关系到人们的自觉性，还与现代的科技节能设施有关系。如果节能的基础设施的性能提高了，而且能够得到广泛应用，那我们将会节约的能源不可忽视，而且该节能装置安装简单，应用方便，经济环保。该光能感应器设备在大型的公共场所应用很少，如果可以得到推广，应用在学校的教室，商场和餐厅等地方，那我们每天可以节省大量的电能，这对我国经济的发展是很有帮助的。