Jednoduchý svetelný senzor s LED (analógový): 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Ahoj!

V tomto návode vám ukážem, ako vytvoriť jednoduchý svetelný senzor s LED diódou.

V zásade tento obvod iba zapne LED, keď je vystavený svetlu. Pre mňa je tento okruh celkom zbytočný, pretože s tým nemôžete veľa robiť, ale myslím si, že to niekomu môže pomôcť.

Krok 1: Výber komponentov

Zoznam komponentov:

• Rezistor 2 x 560 ohmov
• Odpor 10 kOhm

• Malý solárny článok (vzal som ten svoj zo starého záhradného svetla poháňaného slnečnou energiou)

  Prevádzkové napätie na mojom solárnom článku (podľa jeho technického listu) je asi 4,0 voltu, aj keď som pri jeho meraní dostal 6,0 voltu. Preto som pri svojich výpočtoch použil ako prevádzkové napätie 5,0 voltov. (Dátový list môjho solárneho článku:

• Červená LED dióda

  Ak chcete, môžete použiť rôzne farby, ale budete musieť znova vypočítať hodnotu odporu pre inú LED diódu

• Tranzistor BC 337-25 (Môžete použiť iný tranzistor, ak má rovnaké elektrické vlastnosti)

• Transformátor 12 VDC

  Transformátor som zobral zo starej nabíjačky na notebook, ktorá mi dodáva 12 voltov a max. 4,5 ampéra

• Spájkovacia protoboard

Upraviť: Všimol som si, že môj transformátor má výstup 20 voltov namiesto 12 voltov. Ak vo svojom obvode používate 20 voltov, použite pre svoju diódu LED odpor 1 kOhm. Ospravedlňujem sa za svoju chybu

Výpočet hodnôt odporu

Túto časť môžete preskočiť, ak nechcete vedieť / ak už viete, ako vypočítať hodnoty odporu pre komponenty.

Najprv teda musíme vypočítať hodnotu odporu pre LED podľa tohto vzorca: Rl = (Uin - Ul) / IL

• Uin = vstupné napätie (používame 12 voltov.)
• Ul = prevádzkové napätie LED (červená LED má prevádzkové napätie 1,7 - 2,0 voltov.)
• IL = prevádzkový prúd LED (diódy LED často používajú prevádzkový prúd 10 - 15 mA, ale pri svojich výpočtoch používam 20 mA.)

(12V - 2V) / 0,020 A = 500 ohmov

Potrebujeme teda odpor 500 ohmov. Používam odpory radu E12, takže nemám odpor 500 ohmov. Preto namiesto toho používam 560 ohmov.

Predtým, ako vypočítame odpor pre tranzistor, musíme vedieť niekoľko vecí o tranzistore, ktorý používame:

• Min. hFE = Minimálny prúdový zisk (Aktuálne hodnoty zisku môžete vyhľadať v technickom liste, ale pri výpočtoch používam 100.)
• Ic = kolektorový prúd (množstvo prúdu, ktoré kolektor dostane. V tomto prípade dosiahne asi 20 mA kvôli LED.)

Teraz môžeme vypočítať odpor pre tranzistor. Môžeme to urobiť pomocou tohto vzorca: Rb = Uin - Ube / Ib

Uin = vstupné napätie (Ako som už povedal, môj solárny článok poskytuje asi 5 voltov, takže používame túto hodnotu.)

Ube = napätie zberača a emitora (napätie je obvykle asi 0,5 - 0,7 voltu. Používame 0,7 voltu.)

Ib = Základný prúd (Potrebujeme vypočítať základný prúd pre minimálnu hodnotu hFE.)

Vzorec pre minimálnu hodnotu hFE: Ib = Ic / hFE

0,020 A / 100 = 0,0002 A = 0,2 mA

0,2 mA je teda minimálne množstvo prúdu, ktoré potrebujeme na prevádzku tranzistora. Zdvojnásobil som minimálnu hodnotu prúdu, pretože sa chcem uistiť, že sa tranzistor otvorí, keď potrebuje. Preto pri svojich výpočtoch používam 0,4 mA.

(5,0 V - 0,7 V) / 0,0004 A = 10 750 ohmov

Potrebujeme teda odpor 10,75 ohmu. V sérii E12 je najbližší 10 kOhm, ale chcel som nejaký väčší odpor len pre prípad, že by sa tranzistor nevybuchol, takže v sérii používam odpor 10 kOhm a 560 ohmov. (10 k ohm+ 560 ohm = 10,56 k ohm.)

Ak chcete, môžete použiť aj odpor 12 kOhm.

Krok 2: Spájkovanie komponentov

Teraz musíme spájkovať súčiastky k protoboardu. Hore je usporiadanie a schéma zapojenia, ktoré som použil. Ak chcete, môžete zmeniť jeho usporiadanie.

Transformátor som k doske spájkoval pomocou dvoch tenších drôtov, pretože pôvodné vodiče boli na dosku príliš hrubé. Keď skončíte s spájkovaním vodičov transformátora, zaistite ich izoláciu. Na izoláciu vodičov použite zmršťovaciu hadičku. Nezostali mi žiadne trubice, tak som drôt izoloval elektrickou páskou a zahrial.

A buďte si istí, že pri spájkovaní nevytvárate žiadne studené spoje. Studené kĺby nie sú dobré pre váš okruh.

Krok 3: Otestujte svoj obvod

Po dokončení spájkovania môžete otestovať svoj obvod zapojením do steny. LED dióda by mala zhasnúť, keď je solárny článok zakrytý, a mala by sa rozsvietiť, keď je solárny článok vystavený svetlu.