Απλός αισθητήρας φωτός με LED (αναλογική): 3 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Γειά σου!

Σε αυτό το διδακτικό θα σας δείξω πώς να φτιάξετε έναν απλό αισθητήρα φωτός με LED.

Βασικά αυτό το κύκλωμα απλώς ανάβει το LED, όταν εκτίθεται στο φως. Για μένα αυτό το κύκλωμα είναι κάπως άχρηστο επειδή δεν μπορείτε να κάνετε πολλά με αυτό, αλλά νομίζω ότι κάποιος θα μπορούσε να το βρει αυτό χρήσιμο.

Βήμα 1: Επιλογή των στοιχείων

Λίστα εξαρτημάτων:

• 2 x 560 ohm αντίσταση
• Αντίσταση 10k ohm

• Ένα μικρό ηλιακό κύτταρο (πήρα το δικό μου από ένα παλιό ηλιακό φως στον κήπο)

  Η τάση λειτουργίας στο ηλιακό μου στοιχείο (σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων του) είναι περίπου 4,0 βολτ, παρόλο που πήρα 6,0 βολτ όταν το μέτρησα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιώ 5,0 βολτ ως τάση λειτουργίας για τους υπολογισμούς μου. (Το φύλλο δεδομένων του ηλιακού κυττάρου μου:

• Ένα κόκκινο LED

  Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διαφορετικά χρώματα εάν θέλετε, αλλά θα πρέπει να υπολογίσετε ξανά την τιμή της αντίστασης για διαφορετικό LED

• BC 337-25 τρανζίστορ (Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διαφορετικό τρανζίστορ εάν έχει τις ίδιες ηλεκτρικές ιδιότητες)

• Μετασχηματιστής 12 VDC

  Πήρα τον μετασχηματιστή μου από έναν παλιό φορτιστή φορητού υπολογιστή που μου παρέχει 12 βολτ και μέγιστο. 4,5 αμπέρ

• Ένα συγκολλητικό πρωτόκολλο

Επεξεργασία: Παρατήρησα ότι ο μετασχηματιστής μου βγάζει 20 βολτ αντί για 12 βολτ. Εάν χρησιμοποιείτε το κύκλωμά σας 20 βολτ, χρησιμοποιήστε αντίσταση 1k ohm για το LED σας. Λυπάμαι πραγματικά για το λάθος μου

Υπολογισμός των τιμών των αντιστάσεων

Μπορείτε να παραλείψετε αυτό το μέρος εάν δεν θέλετε να γνωρίζετε / εάν γνωρίζετε ήδη, πώς να υπολογίσετε τις τιμές αντίστασης για τα εξαρτήματα.

Έτσι, πρώτα πρέπει να υπολογίσουμε την τιμή αντίστασης για το LED με αυτόν τον τύπο: Rl = (Uin - Ul) / IL

• Uin = Τάση εισόδου (Χρησιμοποιούμε 12 βολτ.)
• Ul = τάση λειτουργίας LED (το κόκκινο LED έχει τάση λειτουργίας 1,7 - 2,0 βολτ.)
• IL = Ρεύμα λειτουργίας LED (τα LED συχνά χρησιμοποιούν ρεύμα λειτουργίας 10 - 15 mA αλλά χρησιμοποιώ 20 mA στους υπολογισμούς μου.)

(12V - 2V) / 0.020 A = 500 ohms

Χρειαζόμαστε λοιπόν μια αντίσταση 500 ohm. Χρησιμοποιώ αντιστάσεις της σειράς Ε12, οπότε δεν έχω αντίσταση 500 ohm. Γι 'αυτό χρησιμοποιώ αντ' αυτού 560 ωμ.

Πριν υπολογίσουμε την αντίσταση για το τρανζίστορ, πρέπει να γνωρίζουμε μερικά πράγματα για το τρανζίστορ που χρησιμοποιούμε:

• Ελάχ. hFE = Ελάχιστο κέρδος ρεύματος (Μπορείτε να αναζητήσετε τις τρέχουσες τιμές κέρδους από το φύλλο δεδομένων, αλλά χρησιμοποιώ 100 στους υπολογισμούς μου.)
• Ic = Ρεύμα συλλέκτη (Το ποσό του ρεύματος που παίρνει ο συλλέκτης. Σε αυτή την περίπτωση παίρνει περίπου 20 mA λόγω της λυχνίας LED.)

Τώρα μπορούμε να υπολογίσουμε την αντίσταση για το τρανζίστορ. Μπορούμε να το κάνουμε με αυτόν τον τύπο: Rb = Uin - Ube / Ib

Uin = Τάση εισόδου (Όπως είπα νωρίτερα, το ηλιακό μου στοιχείο παρέχει περίπου 5 βολτ, οπότε χρησιμοποιούμε αυτήν την τιμή.)

Ube = Τάση συλλέκτη -εκπομπής (Συνήθως η τάση είναι περίπου 0,5 - 0,7 βολτ. Χρησιμοποιούμε 0,7 βολτ.)

Ib = Ρεύμα βάσης (Πρέπει να υπολογίσουμε το ρεύμα βάσης για την ελάχιστη τιμή hFE.)

Τύπος για την ελάχιστη τιμή hFE: Ib = Ic / hFE

0,020 Α / 100 = 0,0002 Α = 0,2 mA

Άρα 0,2 mA είναι η ελάχιστη ποσότητα ρεύματος που χρειαζόμαστε για να λειτουργήσει το τρανζίστορ. Διπλασίασα την ελάχιστη τρέχουσα τιμή επειδή θέλω να βεβαιωθώ ότι το τρανζίστορ ανοίγει όταν χρειάζεται. Γι 'αυτό χρησιμοποιώ 0,4 mA στους υπολογισμούς μου.

(5.0V - 0.7V) / 0.0004 A = 10 750 ohms

Χρειαζόμαστε λοιπόν μια αντίσταση 10,75 ohm. Στη σειρά E12, το πιο κοντινό είναι 10k ohm, αλλά ήθελα περισσότερη αντίσταση σε περίπτωση που το τρανζίστορ δεν ανατινάξει, οπότε χρησιμοποιώ αντίσταση 10k ohm και 560 ohm σε σειρά. (10k ohm+ 560 ohm = 10,56k ohm.)

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε αντίσταση 12k ohm αν θέλετε.

Βήμα 2: Συγκόλληση των εξαρτημάτων

Τώρα πρέπει να συγκολλήσουμε τα εξαρτήματα στο protoboard. Πάνω είναι η διάταξη και το διάγραμμα κυκλώματος που χρησιμοποίησα. Μπορείτε να αλλάξετε τη διάταξη αν θέλετε.

Κόλλησα τον μετασχηματιστή στον πίνακα χρησιμοποιώντας δύο πιο λεπτά σύρματα επειδή τα αρχικά σύρματα ήταν πολύ παχιά για τον πίνακα. Όταν τελειώσετε με τη συγκόλληση των καλωδίων του μετασχηματιστή, φροντίστε να το μονώσετε. Χρησιμοποιήστε σωλήνες θερμοσυρρίκνωσης για να μονώσετε τα καλώδια. Δεν μου είχαν μείνει σωλήνες, οπότε μόνωσα το καλώδιο με ηλεκτρική ταινία και το ζέστανα.

Και βεβαιωθείτε ότι δεν κάνετε κρύες αρθρώσεις κατά τη συγκόλληση. Οι κρύες αρθρώσεις δεν είναι καλές για το κύκλωμά σας.

Βήμα 3: Δοκιμάστε το κύκλωμά σας

Όταν ολοκληρώσετε τη συγκόλληση, μπορείτε να δοκιμάσετε το κύκλωμά σας συνδέοντάς το στον τοίχο. Η λυχνία LED πρέπει να σβήνει όταν καλύπτεται η ηλιακή κυψέλη και πρέπει να ανάβει όταν η ηλιακή κυψέλη εκτίθεται στο φως.