Sensore di luce semplice con LED (analogico): 3 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Ciao!

In questo tutorial ti mostrerò come realizzare un semplice sensore di luce con un LED.

Fondamentalmente questo circuito accende solo il LED, quando è esposto alla luce. Per me questo circuito è un po' inutile perché non puoi fare molto con questo, ma penso che qualcuno potrebbe trovarlo utile.

Passaggio 1: scelta dei componenti

Elenco dei componenti:

• 2 resistenze da 560 ohm
• Resistore da 10k ohm

• Una piccola cella solare (la mia l'ho presa da una vecchia lampada da giardino a energia solare)

  La tensione operativa sulla mia cella solare (secondo la sua scheda tecnica) è di circa 4,0 volt, anche se ho ottenuto 6,0 volt quando l'ho misurata. Ecco perché uso 5,0 volt come tensione operativa per i miei calcoli. (Scheda tecnica della mia cella solare:

• Un LED rosso

  Puoi usare colori diversi se lo desideri, ma dovrai calcolare nuovamente il valore del resistore per un LED diverso

• Transistor BC 337-25 (è possibile utilizzare un transistor diverso se ha le stesse proprietà elettriche)

• Un trasformatore da 12 VDC

  Ho preso il mio trasformatore da un vecchio caricabatterie per laptop che mi fornisce 12 volt e max. 4,5 ampere

• Una scheda prototipi da saldare

Modifica: ho notato che il mio trasformatore emette 20 volt anziché 12 volt. Se usi il circuito a 20 volt, usa un resistore da 1k ohm per il tuo LED. Mi dispiace davvero per il mio errore

Calcolo dei valori delle resistenze

Puoi saltare questa parte se non vuoi sapere / se già lo sai, come calcolare i valori dei resistori per i componenti.

Quindi prima dobbiamo calcolare il valore del resistore per il LED con questa formula: Rl = (Uin - Ul) / IL

• Uin = Tensione di ingresso (Stiamo usando 12 volt.)
• Ul = Tensione di esercizio del LED (il LED rosso ha una tensione di esercizio di 1,7 - 2,0 volt.)
• IL = Corrente operativa LED (i LED utilizzano spesso una corrente operativa di 10 - 15 mA ma sto usando 20 mA nei miei calcoli.)

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

Quindi abbiamo bisogno di una resistenza da 500 ohm. Sto usando resistori della serie E12, quindi non ho un resistore da 500 ohm. Ecco perché sto usando invece un 560 ohm.

Prima di calcolare il resistore per il transistor, dobbiamo sapere un paio di cose sul transistor che stiamo usando:

• min. hFE = Guadagno corrente minimo (puoi cercare i valori del guadagno corrente dal foglio dati ma sto usando 100 nei miei calcoli.)
• Ic = Corrente del collettore (La quantità di corrente che riceve il collettore. In questo caso ottiene circa 20 mA a causa del LED.)

Ora possiamo calcolare la resistenza per il transistor. Possiamo farlo con questa formula: Rb = Uin - Ube / Ib

Uin = Tensione di ingresso (Come ho detto prima, la mia cella solare fornisce circa 5 volt, quindi stiamo usando quel valore.)

Ube = Tensione collettore-emettitore (Di solito la tensione è di circa 0,5 - 0,7 volt. Stiamo usando 0,7 volt.)

Ib = Corrente di base (Dobbiamo calcolare la corrente di base per il valore hFE minimo.)

Formula per il valore minimo di hFE: Ib = Ic / hFE

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

Quindi 0,2 mA è la quantità minima di corrente di cui abbiamo bisogno per far funzionare il transistor. Ho raddoppiato il valore di corrente minimo perché voglio assicurarmi che il transistor si apra quando è necessario. Ecco perché sto usando 0,4 mA nei miei calcoli.

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

Quindi abbiamo bisogno di un resistore da 10,75 ohm. Nella serie E12 il più vicino è 10k ohm ma volevo un po' più di resistenza nel caso in cui il transistor non esplodesse, quindi sto usando una resistenza da 10k ohm e 560 ohm in serie. (10k ohm + 560 ohm = 10,56 k ohm.)

Se lo desideri, puoi anche utilizzare un resistore da 12k ohm.

Passaggio 2: saldatura dei componenti

Ora dobbiamo saldare i componenti alla scheda prototipi. Sopra è la disposizione e lo schema elettrico che ho usato. Puoi cambiare la disposizione se vuoi.

Ho saldato il trasformatore alla scheda usando due fili più sottili perché i fili originali erano troppo spessi per la scheda. Quando hai finito di saldare i fili del trasformatore, assicurati di isolarlo. Si prega di utilizzare un tubo termoretraibile per isolare i fili. Non avevo più tubi, quindi ho isolato il filo con del nastro isolante e l'ho riscaldato.

E assicurati di non fare giunti freddi durante la saldatura. I giunti freddi non fanno bene al tuo circuito.

Passaggio 3: prova il circuito

Quando hai finito di saldare, puoi testare il tuo circuito collegandolo al muro. Il LED dovrebbe spegnersi quando la cella solare è coperta e dovrebbe accendersi quando la cella solare è esposta alla luce.