Eenvoudige lichtsensor met een LED (analoog): 3 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Hallo!

In deze instructable laat ik je zien hoe je een eenvoudige lichtsensor met een LED maakt.

In principe schakelt dit circuit de LED alleen in wanneer deze wordt blootgesteld aan licht. Voor mij is dit circuit een beetje nutteloos omdat je hier niet veel mee kunt doen, maar ik denk dat iemand dit nuttig kan vinden.

Stap 1: De componenten kiezen

Componentenlijst:

• 2 x 560 ohm weerstand
• 10k ohm weerstand

• Een kleine zonnecel (ik nam de mijne van een oude tuinlamp op zonne-energie)

  De bedrijfsspanning op mijn zonnecel (volgens de datasheet) is ongeveer 4,0 volt, ook al kreeg ik 6,0 volt toen ik het meet. Daarom gebruik ik 5,0 volt als bedrijfsspanning voor mijn berekeningen. (De datasheet van mijn zonnecel:

• Een rode LED

  U kunt desgewenst verschillende kleuren gebruiken, maar u moet de weerstandswaarde opnieuw berekenen voor een andere LED

• BC 337-25 transistor (U kunt een andere transistor gebruiken als deze dezelfde elektrische eigenschappen heeft)

• Een 12 VDC-transformator

  Ik nam mijn transformator van een oude laptopoplader die me 12 volt en max. 4,5 ampère

• Een soldeer protoboard

Bewerken: ik heb gemerkt dat mijn transformator 20 volt levert in plaats van 12 volt. Als u uw circuit van 20 volt gebruikt, gebruik dan een weerstand van 1k ohm voor uw LED. Het spijt me echt van mijn fout

Berekening van de weerstandswaarden:

U kunt dit deel overslaan als u niet wilt weten / als u al weet hoe u de weerstandswaarden voor de componenten kunt berekenen.

Dus eerst moeten we de weerstandswaarde voor de LED berekenen met deze formule: Rl = (Uin - Ul) / IL

• Uin = ingangsspanning (we gebruiken 12 volt.)
• Ul = LED bedrijfsspanning (rode LED heeft een bedrijfsspanning van 1,7 - 2,0 volt.)
• IL = LED-bedrijfsstroom (LED's gebruiken vaak een bedrijfsstroom van 10 - 15 mA, maar ik gebruik 20 mA in mijn berekeningen.)

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

We hebben dus een weerstand van 500 ohm nodig. Ik gebruik weerstanden uit de E12-serie, dus ik heb geen weerstand van 500 ohm. Daarom gebruik ik in plaats daarvan een 560 ohm.

Voordat we de weerstand voor de transistor berekenen, moeten we een aantal dingen weten over de transistor die we gebruiken:

• Min. hFE = Minimale stroomversterking (u kunt de huidige versterkingswaarden opzoeken in de datasheet, maar ik gebruik 100 in mijn berekeningen.)
• Ic = Collectorstroom (De hoeveelheid stroom die de collector krijgt. In dit geval krijgt hij ongeveer 20 mA vanwege de LED.)

Nu kunnen we de weerstand voor de transistor berekenen. Dat kunnen we doen met deze formule: Rb = Uin - Ube / Ib

Uin = Ingangsspanning (zoals ik al eerder zei, mijn zonnecel levert ongeveer 5 volt, dus die waarde gebruiken we.)

Ube = Collector-emitter-spanning (meestal is de spanning ongeveer 0,5 - 0,7 volt. We gebruiken 0,7 volt.)

Ib = basisstroom (We moeten de basisstroom berekenen voor de minimale hFE-waarde.)

Formule voor de minimale hFE-waarde: Ib = Ic / hFE

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

Dus 0,2 mA is de minimale hoeveelheid stroom die we nodig hebben om de transistor te laten werken. Ik heb de minimale stroomwaarde verdubbeld omdat ik er zeker van wil zijn dat de transistor opent wanneer dat nodig is. Daarom gebruik ik 0,4 mA in mijn berekeningen.

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

We hebben dus een weerstand van 10,75 ohm nodig. In de E12-serie is de dichtstbijzijnde 10k ohm, maar ik wilde wat meer weerstand voor het geval de transistor niet zou ontploffen, dus ik gebruik een weerstand van 10k ohm en 560 ohm in serie. (10k ohm + 560 ohm = 10,56k ohm.)

Je kunt ook een weerstand van 12k ohm gebruiken als je wilt.

Stap 2: Solderen van de componenten

Nu moeten we de componenten op het protoboard solderen. Hierboven ziet u de opstelling en het schakelschema dat ik heb gebruikt. U kunt de opstelling desgewenst wijzigen.

Ik heb de transformator aan het bord gesoldeerd met twee dunnere draden omdat de originele draden te dik waren voor het bord. Als u klaar bent met het solderen van de draden van de transformator, moet u deze isoleren. Gebruik krimpkous om de draden te isoleren. Ik had geen buizen meer, dus heb ik de draad geïsoleerd met isolatietape en verwarmd.

En zorg ervoor dat je tijdens het solderen geen koude verbindingen maakt. Koude joints zijn niet goed voor je circuit.

Stap 3: Test je circuit

Als je klaar bent met solderen, kun je je circuit testen door het in de muur te steken. De LED moet uitgaan wanneer de zonnecel bedekt is en hij moet aangaan wanneer de zonnecel wordt blootgesteld aan licht.