Jednoduchý světelný senzor s LED (analogový): 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Ahoj!

V tomto návodu vám ukážu, jak vytvořit jednoduchý světelný senzor s LED.

Tento obvod v podstatě zapne LED, když je vystaven světlu. Pro mě je tento obvod zbytečný, protože s tím moc nenaděláte, ale myslím, že by to někomu mohlo přijít užitečné.

Krok 1: Výběr komponent

Seznam součástí:

• Rezistor 2 x 560 ohmů
• Rezistor 10 kOhm

• Malý solární článek (vzal jsem svůj ze starého solárního zahradního světla)

  Provozní napětí na mém solárním článku (podle jeho datového listu) je asi 4,0 voltů, přestože jsem při jeho měření dostal 6,0 voltů. Proto pro své výpočty používám jako provozní napětí 5,0 voltů. (Datový list mého solárního článku:

• Červená LED

  Pokud chcete, můžete použít různé barvy, ale budete muset znovu vypočítat hodnotu odporu pro jinou LED

• Tranzistor BC 337-25 (Můžete použít jiný tranzistor, pokud má stejné elektrické vlastnosti)

• Transformátor 12 V DC

  Vzal jsem si transformátor ze staré nabíječky pro notebook, která mi poskytuje 12 voltů a max. 4,5 ampérů

• Pájecí protoboard

Upravit: Všiml jsem si, že můj transformátor má výstup 20 voltů místo 12 voltů. Používáte -li obvod 20 voltů, použijte pro svou LED odpor 1 kOhm. Opravdu se omlouvám za svou chybu

Výpočet hodnot odporu

Tuto část můžete přeskočit, pokud nechcete vědět / pokud již víte, jak vypočítat hodnoty odporu pro součásti.

Nejprve tedy musíme vypočítat hodnotu odporu pro LED podle tohoto vzorce: Rl = (Uin - Ul) / IL

• Uin = vstupní napětí (používáme 12 voltů.)
• Ul = provozní napětí LED (červená LED má provozní napětí 1,7 - 2,0 voltů.)
• IL = LED provozní proud (LED diody často používají provozní proud 10 - 15 mA, ale při svých výpočtech používám 20 mA.)

(12V - 2V) / 0,020 A = 500 ohmů

Potřebujeme tedy odpor 500 ohmů. Používám odpory řady E12, takže nemám odpor 500 ohmů. Proto místo toho používám 560 ohmů.

Než vypočítáme odpor pro tranzistor, potřebujeme vědět pár věcí o tranzistoru, který používáme:

• Min. hFE = Minimální proudový zisk (Aktuální hodnoty zisku můžete vyhledat v datovém listu, ale při svých výpočtech používám 100.)
• Ic = Sběratelský proud (Množství proudu, které kolektor získá. V tomto případě to bude asi 20 mA kvůli LED.)

Nyní můžeme vypočítat odpor pro tranzistor. Můžeme to udělat pomocí tohoto vzorce: Rb = Uin - Ube / Ib

Uin = vstupní napětí (Jak jsem již řekl, můj solární článek poskytuje asi 5 voltů, takže tuto hodnotu používáme.)

Ube = napětí kolektor -emitor (napětí je obvykle asi 0,5 - 0,7 voltu. Používáme 0,7 voltu.)

Ib = Základní proud (Potřebujeme vypočítat základní proud pro minimální hodnotu hFE.)

Vzorec pro minimální hodnotu hFE: Ib = Ic / hFE

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

0,2 mA je tedy minimální množství proudu, které potřebujeme k provozu tranzistoru. Zdvojnásobil jsem minimální hodnotu proudu, protože se chci ujistit, že se tranzistor otevře, když potřebuje. Proto ve svých výpočtech používám 0,4 mA.

(5,0 V - 0,7 V) / 0,0004 A = 10750 ohmů

Potřebujeme tedy odpor 10,75 ohmu. V řadě E12 je nejbližší 10 k ohmů, ale chtěl jsem nějaký větší odpor jen pro případ, že by tranzistor nevybuchl, takže používám odpor 10 k ohmů a 560 ohmů v sérii. (10 k ohm+ 560 ohm = 10,56 k ohm.)

Pokud chcete, můžete také použít odpor 12 kOhm.

Krok 2: Pájení součástí

Nyní musíme připájet součásti k protoboardu. Nahoře je uspořádání a schéma zapojení, které jsem použil. Pokud chcete, můžete toto uspořádání změnit.

Transformátor jsem k desce připájel pomocí dvou tenčích vodičů, protože původní dráty byly na desku příliš silné. Až budete s pájením vodičů transformátoru hotovi, nezapomeňte jej izolovat. K izolaci vodičů použijte smršťovací hadičky. Nezbyly mi žádné trubice, tak jsem izoloval drát elektrickou páskou a zahřál.

A ujistěte se, že při pájení nevytváříte žádné studené spoje. Studené klouby nejsou pro váš obvod dobré.

Krok 3: Otestujte svůj obvod

Když je pájení hotové, můžete vyzkoušet svůj obvod zapojením do zdi. LED dioda by se měla vypnout, když je solární článek zakrytý, a měla by se rozsvítit, když je solární článek vystaven světlu.