Sensor de llum senzill amb LED (analògic): 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Hola!

En aquest instructiu us mostraré com fer un senzill sensor de llum amb un LED.

Bàsicament, aquest circuit només encén el LED quan està exposat a la llum. Per a mi, aquest circuit és inútil perquè no es pot fer molt amb això, però crec que algú pot trobar-ho útil.

Pas 1: triar els components

Llista de components:

• Resistència de 2 x 560 ohms
• Resistència de 10 k ohm

• Una petita cèl·lula solar (vaig prendre la meva d'una antiga llum de jardí amb energia solar)

  El voltatge de funcionament de la meva cèl·lula solar (segons el seu full de dades) és d’uns 4,0 volts, tot i que tinc 6,0 volts quan el vaig mesurar. Per això, faig servir 5,0 volts com a tensió de funcionament per als meus càlculs. (Full de dades de la meva cèl·lula solar:

• Un LED vermell

  Podeu utilitzar colors diferents si voleu, però haureu de tornar a calcular el valor de la resistència per a un LED diferent

• BC 337-25 transistor (Podeu utilitzar un transistor diferent si té les mateixes propietats elèctriques)

• Un transformador de 12 V CC

  Vaig agafar el transformador d’un carregador de portàtil antic que em proporciona 12 volts i màxim. 4,5 amperes

• Un protoboard de soldadura

Edició: em vaig adonar que el transformador emet 20 volts en lloc de 12 volts. Si utilitzeu el circuit de 20 volts, utilitzeu una resistència d'1 k ohm per al vostre LED. Lamento molt el meu error

Càlcul dels valors de la resistència

Podeu ometre aquesta part si no voleu saber / si ja sabeu, com calcular els valors de la resistència dels components.

Per tant, primer hem de calcular el valor de la resistència del LED amb aquesta fórmula: Rl = (Uin - Ul) / IL

• Uin = Voltatge d'entrada (fem servir 12 volts).
• Ul = Tensió de funcionament del LED (el LED vermell té una tensió de funcionament d’1,7 - 2,0 volts).
• IL = corrent de funcionament de LED (els LED solen utilitzar un corrent de funcionament de 10 a 15 mA, però estic fent servir 20 mA en els meus càlculs).

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

Per tant, necessitem una resistència de 500 ohms. Estic fent servir resistències de la sèrie E12, de manera que no tinc una resistència de 500 ohm. És per això que estic fent servir un 560 ohms.

Abans de calcular la resistència del transistor, hem de saber un parell de coses sobre el transistor que estem utilitzant:

• Mín. hFE = Guany mínim de corrent (podeu cercar els valors de guany actuals del full de dades, però estic utilitzant 100 en els meus càlculs).
• Ic = Corrent del col·lector (la quantitat de corrent que obté el col·lector. En aquest cas obté uns 20 mA a causa del LED).

Ara podem calcular la resistència del transistor. Ho podem fer amb aquesta fórmula: Rb = Uin - Ube / Ib

Uin = Tensió d'entrada (com he dit anteriorment, la meva cèl·lula solar proporciona uns 5 volts, de manera que estem fent servir aquest valor).

Ube = Voltatge del col·lector-emissor (normalment el voltatge és d’aproximadament 0,5 - 0,7 volts. Estem utilitzant 0,7 volts).

Ib = Corrent base (hem de calcular el corrent base per al valor mínim hFE).

Fórmula per al valor mínim de hFE: Ib = Ic / hFE

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

Per tant, 0,2 mA és la quantitat mínima de corrent que necessitem perquè el transistor funcioni. He duplicat el valor mínim actual perquè vull assegurar-me que el transistor s’obri quan sigui necessari. Per això utilitzo 0,4 mA en els meus càlculs.

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

Per tant, necessitem una resistència de 10,75 ohm. A la sèrie E12, el més proper és de 10 k ohmis, però volia una mica més de resistència per si el transistor no esclata, així que estic fent servir una resistència de 10 k ohms i 560 ohms en sèrie. (10 k ohm + 560 ohm = 10,56 k ohm.)

També podeu utilitzar una resistència de 12k ohm si voleu.

Pas 2: soldar els components

Ara hem de soldar els components al protobordo. A la part superior es mostra la disposició i el diagrama de circuits que he utilitzat. Podeu canviar la disposició si voleu.

Vaig soldar el transformador a la placa amb dos cables més prims perquè els cables originals eren massa gruixuts per a la placa. Quan hàgiu acabat de soldar els cables del transformador, assegureu-vos d’aïllar-lo. Si us plau, utilitzeu tubs termoretràctils per aïllar els cables. No em quedaven tubs, així que vaig aïllar el cable amb cinta elèctrica i el vaig escalfar.

I assegureu-vos que no feu juntes fredes durant la soldadura. Les juntes fredes no són bones per al vostre circuit.

Pas 3: proveu el circuit

Quan hàgiu acabat de soldar, podeu provar el circuit endollant-lo a la paret. El LED s’ha d’apagar quan la cèl·lula solar està coberta i s’ha d’encendre quan la cèl·lula solar està exposada a la llum.