سنسور نور ساده با LED (آنالوگ): 3 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

سلام!

در این مقاله آموزشی نحوه ساخت یک سنسور نور ساده با LED را به شما نشان خواهم داد.

اساساً این مدار هنگامی که در معرض نور قرار می گیرد ، LED را روشن می کند. برای من این مدار به نوعی بی فایده است زیرا شما نمی توانید کار زیادی با این کار انجام دهید ، اما من فکر می کنم که کسی می تواند این را مفید بداند.

مرحله 1: انتخاب اجزاء

لیست اجزاء:

• مقاومت 2 * 560 اهم
• مقاومت 10 کیلو اهم

• یک سلول خورشیدی کوچک (من خانه خود را از یک چراغ باغی با انرژی خورشیدی قدیمی برداشتم)

  ولتاژ کار بر روی سلول خورشیدی من (طبق برگه داده آن) حدود 4.0 ولت است ، اگرچه هنگام اندازه گیری آن 6.0 ولت دریافت کردم. به همین دلیل من از 5.0 ولت به عنوان ولتاژ کار برای محاسبات خود استفاده می کنم. (برگه اطلاعات سلول خورشیدی من:

• یک LED قرمز

  در صورت تمایل می توانید از رنگ های مختلف استفاده کنید اما باید مجدداً مقدار مقاومت را برای یک LED متفاوت محاسبه کنید

• BC 337-25 ترانزیستور (در صورت داشتن خواص الکتریکی مشابه می توانید از ترانزیستور دیگری استفاده کنید)

• ترانسفورماتور 12 VDC

  من ترانس را از شارژر لپ تاپ قدیمی که 12 ولت و حداکثر به من می دهد ، گرفتم. 4.5 آمپر

• یک قطعه جلویی لحیم کاری

ویرایش: من متوجه شدم که ترانسفورماتور من به جای 12 ولت 20 ولت خروجی می دهد. اگر از مدار 20 ولت استفاده می کنید ، لطفاً از مقاومت 1k اهم برای LED خود استفاده کنید. من واقعاً از اشتباه خود متاسفم

محاسبه مقادیر مقاومت

اگر نمی خواهید بدانید / اگر قبلاً می دانید ، چگونه می توانید مقادیر مقاومت را برای اجزا محاسبه کنید ، می توانید از این قسمت بگذرید.

بنابراین ابتدا باید مقدار مقاومت LED را با این فرمول محاسبه کنیم: Rl = (Uin - Ul) / IL

• Uin = ولتاژ ورودی (ما از 12 ولت استفاده می کنیم)
• Ul = ولتاژ کار LED (LED قرمز دارای ولتاژ کار 1.7 - 2.0 ولت است)
• IL = جریان عملکرد LED (LED ها اغلب از جریان کار 10-15 میلی آمپر استفاده می کنند اما من در محاسباتم از 20 میلی آمپر استفاده می کنم.)

(12 ولت - 2 ولت) / 0.020 A = 500 اهم

بنابراین ما به یک مقاومت 500 اهم نیاز داریم. من از مقاومت های سری E12 استفاده می کنم بنابراین مقاومت 500 اهم ندارم. به همین دلیل من به جای آن از 560 اهم استفاده می کنم.

قبل از محاسبه مقاومت برای ترانزیستور ، باید چند مورد در مورد ترانزیستور مورد استفاده خود بدانیم:

• حداقل hFE = حداقل سود فعلی (می توانید مقادیر سود فعلی را از برگه اطلاعات جستجو کنید ، اما من در محاسبات خود از 100 استفاده می کنم.)
• Ic = جریان جمع کننده (مقدار جریانی که کلکتور دریافت می کند. در این حالت به دلیل LED حدود 20 میلی آمپر می گیرد.)

اکنون می توانیم مقاومت ترانزیستور را محاسبه کنیم. ما می توانیم این کار را با این فرمول انجام دهیم: Rb = Uin - Ube / Ib

Uin = ولتاژ ورودی (همانطور که قبلاً گفتم ، سلول خورشیدی من حدود 5 ولت را تامین می کند ، بنابراین ما از این مقدار استفاده می کنیم.)

Ube = ولتاژ جمع کننده -امیتر (معمولاً ولتاژ حدود 0.5 - 0.7 ولت است. ما از 0.7 ولت استفاده می کنیم.)

Ib = جریان پایه (ما باید جریان پایه را برای حداقل مقدار hFE محاسبه کنیم.)

فرمول حداقل مقدار hFE: Ib = Ic / hFE

0.020 A / 100 = 0.0002 A = 0.2 میلی آمپر

بنابراین 0.2 میلی آمپر حداقل مقدار جریان مورد نیاز ما برای کار ترانزیستور است. من حداقل مقدار فعلی را دو برابر کردم زیرا می خواهم مطمئن شوم که ترانزیستور در صورت نیاز باز می شود. به همین دلیل من از 0.4 میلی آمپر در محاسبات خود استفاده می کنم.

(5.0V - 0.7V) / 0.0004 A = 10 750 اهم

بنابراین ما به یک مقاومت 10.75 اهم نیاز داریم. در سری E12 نزدیکترین آن 10k اهم است اما من مقاومت بیشتری می خواستم در صورتی که ترانزیستور منفجر نشود ، بنابراین از سری 10k اهم و 560 اهم استفاده می کنم. (10k اهم+ 560 اهم = 10.56k اهم)

در صورت تمایل می توانید از مقاومت 12k اهم استفاده کنید.

مرحله 2: لحیم کاری اجزاء

حالا ما باید قطعات را به protoboard لحیم کنیم. در بالا ترتیب و نمودار مداری است که استفاده کردم. در صورت تمایل می توانید ترتیب آن را تغییر دهید.

من ترانسفورماتور را با استفاده از دو سیم نازک به برد چسباندم زیرا سیمهای اصلی برای برد بسیار ضخیم بودند. پس از اتمام لحیم کاری سیم های ترانس ، حتما آن را عایق کنید. لطفاً از لوله های حرارتی کوچک برای عایق کاری سیم ها استفاده کنید. هیچ لوله ای برایم باقی نمانده بود ، بنابراین سیم را با نوار برقی عایق کرده و گرم کردم.

و مطمئن باشید که هنگام لحیم کاری هیچ گونه اتصالی سرد ایجاد نکنید. اتصالات سرد برای مدار شما خوب نیستند.

مرحله 3: مدار خود را آزمایش کنید

پس از اتمام لحیم کاری ، می توانید مدار خود را با اتصال آن به دیوار آزمایش کنید. هنگامی که سلول خورشیدی پوشانده می شود LED باید خاموش شود و هنگامی که سلول خورشیدی در معرض نور قرار می گیرد باید روشن شود.