LDR คืออะไร? LDR ทํางานยังไง? (Light Dependent Resistor) เซนเซอร์แสง ใช่หรือไม่

สวัสดีครับยินดีต้อนรับทุกท่านเข้าสู่ช่อง ZimZim DIY
สำหรับวันนี้ เหมือนดั่งเช่นเคยครับ ผมจะมาอธิบายอุปกรณ์อิเล็กทรอกนิกส์ ง่ายๆสไตล์ช่อง ZimZim
และวันนี้ อุปกรณ์ที่ผมจะนำเสนอ มีชื่อว่า Light Dependet Resistor ชื่อย่อของมันก็คือ LDR แปลเป็นไทยตรงตัวเลยก็คือ ตัวต้านทานแบบพึงพาแสง หรือ ว่า ตัวต้านทานที่ขึ้นอยู่กับแสง นั้นเอง

ส่วนแสง ที่มากระทบมันก็อย่างเช่น แสงอาทิตย์ , แสงจากหลอดไฟใส้ แสงหลอดนีออน ก็ได้เหมือนกันนะครับ หรือว่าจะเป็น แสง อินฟาเรด ที่ตามนุษย์มองไม่เห็น มันก็ทำงานดีเช่นกัน

ส่วนประกอบหลัก ก็จะสร้างมาจาก สารกึ่งตัวนำ ที่มีการตอบสนอง ต่อ ความยาวคลื่นแสงได้ดี
เมื่อมันได้รับคลื่นแสงเพียงเล็กน้อย ความต้านทานตัวมันก็จะลดลงหากนำแหล่งจ่ายมาต่อ อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปมาได้สะดวก ทำให้เกิดกระแสไหลเกิดขึ้น

สัญลักษณ์ก็จะเป็น รูปตัวต้านทานที่มี พื้นที่เป็นวงกลม แล้วก็มี สัญลักษณ์ ลูกศรชี้เข้า ลูกศรชี้เข้าก็เปรียบเสมือน คล้ายๆแสงที่มันส่องตกกระทบเข้าตัวมัน

เราจะเห็น เขาเอา LDR ไปประยุกต์การใช้งานต่างๆอย่างมากมาย ก็อย่างเช่นทำเป็นเซนเซอร์ ไฟส่องถนนอัตโนมัติ เมื่อท้องฟ้าเริ่มมืด ไฟก็จะติดส่องสว่างทั้งคืน และเมื่อถึงตอนเช้า ไฟส่องถนนก็จะดับลง
หรือว่า จะนำมันใช้คู่กับ แสงเลเซอร์ เหมือนในหนังนะครับ ถ้าแสงเลเซอร์ดับไป ก็เปรียบเสมือนมีผู้บุกรุกเข้ามา มันก็จะมีสัญญาณเตือน ดังขึ้น

LDR พวกนี้ไม่มีขั้วนะครับ จะต่อด้านใดก็ได้
ปกติก็จะทนแรงดันได้สูงหน่อย แต่ ทนกำลังไฟได้ต่ำ
เพราะฉะนั้นเราก็จะเห็นเขาใช้ LDR กับวงจรเล็กๆ ใช้ไฟเลี้ยงน้อยๆ หรือไม่ก็เอาตัวต้านทานมาดรอปกระแสซะก่อน เพื่อไม่ให้มัน เสียหาย
แต่ถ้าเอา LDR มาควบคุมระบบที่ใหญ่ขึ้น อย่างเช่น ควบคุมหลอดไฟบ้าน เราก็ค่อย ใช้ opamp หรือ ทรานซิสเตอร์ มาสวิตซ์ รีเลย์ อีกทีหนึ่ง
เดี๋ยวผมก็คงได้พูดถึงใน คลิปถัดไปๆครับ

แต่ในคลิปนี้ จะยังไม่ลงลึกมากนะครับ จะทดลองกับวงจรง่ายๆก่อน เสียก่อน แล้วค่อยๆไปทีละสเต๊ป

ตัว LDR ที่เราเห็นส่วนใหญ่ที่ขาย ก็จะมีหลากหลายขนาด อย่างเช่น 5mm 7mm 10mm 11mm
และ อัตราส่วนของความต้านทาน ขณะที่มีแสง และ ขณะไม่มีแสง บางตัวห่างกัน 100เท่า 1,000เท่า

แต่ที่ขายตามร้านอิเล็กทรอกนิกส์ทั่วไป บางทีเราก็ไม่ทราบค่าแน่ชัด มีทั้งตัวเล็กตัวใหญ่ บางทีเขาไม่ได้บอกเบอร์ ด้วยครับ
จะถามแค่ว่าขนาด ว่าจะเอาตัวเล็กหรือว่าตัวใหญ่ หรือว่าบางทีซื้อเบอร์เดียวกัน มาหลายๆตัว วัดค่าความต้านทานไม่เท่ากัน ก็ยังมีเลยครับ
เพราะฉะนั้น ถ้าหากเราไปซื้อมาใช้ อาจจะต้องวัดค่าเองเพื่อรู้ลิมิตของมัน เราก็วัดค่าง่ายๆ เพียงแค่ปรับมัลติมิเตอร์ไปที่ ย่านวัดความต้านทาน
แล้วก็
1.เอามือมาปิด LDR ให้มันมืดๆ จำลองสถานะการณ์ที่ไม่มีแสง แล้วก็ บันทึกค่าเอาไว้
หลังจากนั้นก็
2.เอาไฟแสงแดดส่อง แล้วก็ บันทึกค่าเอาไว้

นี่ครับ LDR ทั้ง 3 ตัว ที่ผมวัดค่าเอาไว้
ความต้านทานขณะไม่มีแสง ค่าความต้านทานค่าขึ้นเป็น ล้านโอห์ม เลยทีเดียวครับ
และกลับกัน ขณะที่เราวัด LDR ขณะมีแสง ค่าความต้านทานจะตกลงมา เหลือเพียงแค่หลักสิบหลักร้อย โอห์มเท่านั้นเอง ครับ

บางคนสงสัย อ้าวแล้วอย่างงี้ ตัวใหญ๋ตัวเล็ก มันก็ใส่สลับกันได้นะสิ ในกรณ๊ที่ใข้ช่วงความต้านทานในเร้นจ์ เดียวกัน
ที่จริงก็สามารถใส่ทดแทนกันได้หมดครับ
แต่ อาจจะมี บางคุณสมบัติที่มันแตกต่าง อย่างเช่นการทนกำลังวัตต์ ตัวใหญ่ก็จะสูงหน่อย หรือ การตอบสนองความไวต่อแสง ช้าเร็วไม่เท่ากัน

ทีนี้มาดูการต่อใช้งาน วงจรจริงกันบ้างนะครับ
วงจรนี้จะประกอบไปด้วย แบตเตอร์รี่ , LDR , แล้วก็หลอด LED
แรงดันแหล่งจ่ายอยู่ที่ประมาณ 2.97 V ประมาณ 3 V ละกันครับ
สังเกตุ อะไรไหมครับ สังเกตุว่า ว่าหลอด LED ตัวนี้ไม่ติด
เพราะว่าอะไร เพราะว่าผมแปะเทปดำเอาไว้ที่ตัว LDR เมื่อ LDR มืดความต้านทานมันก็จะสูงขึ้น กระแสก็เลยไม่ไหลผ่าน
ทีนี้ผมจะแกะเทป ออกไป หลอดมันก็จะสว่างในทันที เพราะว่าเมื่อ LDR ได้รับแสงค่าความต้านทานมันจะตกลง กระแสก็เลยไหลผ่านได้
นี้ครับ ถ้าผมเอามือมาบัง LDR หลอด LED มันก็จะดับลง
ทีนี้เอาใหม่ครับ ผมจะ ใช้ไฟฉาย เปิดไฟ ส่องแสงลงไปที่ LDR แล้วสังว่าจะเกิดอะไรขึ้น นี่ครับหลอด LED แสงมันจะสว่างขึ้นกว่าเดิมไปอีก เป็นสีแดงเข้มชัดเจนเลยครับ
เหตุผลก็เพราะว่า เมื่อ LDR ได้รับแสงสว่าง ความต้านทาน มันจะลดลงมา เหลือค่าน้อยมากๆนั้นเอง

เพื่อนๆหลายคน ก็อาจจะสงสัยว่า มันเหมือนจะเป็น ระบบ ที่ทำงานสลับกันหรือเปล่า
เพราะว่าถ้าตอนมืดๆ หลอดไฟLED ควรจะสว่างมากกว่าใช่ไหมครับ

โอเครครับ เดี่ยวเราจะจัดวางวงจรกันใหม่

สังเกตุอะไรไหมครับ ผมได้เพิ่ม ตัวต้านทานขนาด 1Kohm เข้าไปที่ R1 หลอด LED ผมเอาไว้ที่เดิม แล้วผมก็ย้าย LDR มาไว้ข้างล่าง
และ LDR ผมก็เอาเทปดำของผมปิดไว้เหมือนเดิม วงจรเมื่อกี้หลอดไฟไม่ติด , แต่วงจรนี้หลอดไฟติดหลอดไฟสว่าง
แสดงว่ามันทำงานสลับกันครับ แล้วทำงาน สลับกันได้ยังไง

เนื่องจากตอนนี้ เราเอาเทปปิด LDR อยู่ ความต้านทานมันสูงมาก กระแสก็เลยไหลไปในทิศทางนี้มากกว่าครับ
พอผมแกะเอาเทป ออก ไฟมันก็ยังสว่างอยู่เหมือนเดิมครับ
แสดงว่าความต้านทาน LDR มันก็ยังสูงอยู่
ทีนี้ผมจะเอาไฟฉาย ส่องเข้าไป ที่ LDR
สังเกตุว่าหลอดไฟจะดับลง เพราะกระแส เลือกที่จะไหลผ่านจุดนี้ มากกว่า เพราะว่าค่าความต้านทานน้อยกว่า
หลอด LED ก็เลยดับนั้นเองครับ

นี่ครับ ผมเอา แคลมป์มิเตอร์มาวัดกระแส สังเกตุว่า ขณะที่หลอด LED ดับ
กระแสมันก็ยังไหลออกมาจากแหล่งจ่าย เรื่อยๆอยู่ดีนะครับ

เดี่ยวคลิปถัดไป เราจะพัฒนาวงจร ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น เดี๋ยวดูกันครับว่า จะทำในลักษณะไหนได้บ้าง
สำหรับคลิปนี้ขอจบการนำเสนอไว้เท่านี้ก่อน
ขอบคุณเพื่อนๆทุกท่านที่ติดตามรับชมครับ
#LDRคืออะไร? #LDRทำงานยังไง?