Cảm biến ánh sáng đơn giản với đèn LED (Analog): 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Xin chào!

Trong phần hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách tạo một cảm biến ánh sáng đơn giản với đèn LED.

Về cơ bản mạch này chỉ bật đèn LED khi nó tiếp xúc với ánh sáng. Đối với tôi mạch này là loại vô dụng vì bạn không thể làm gì nhiều với điều này, nhưng tôi nghĩ rằng ai đó có thể thấy điều này hữu ích.

Bước 1: Chọn các thành phần

Danh sách thành phần:

• Điện trở 2 x 560 ohm
• Điện trở 10k ohm

• Một pin mặt trời nhỏ (tôi lấy của tôi từ một chiếc đèn sân vườn chạy bằng năng lượng mặt trời cũ)

  Điện áp hoạt động trên pin mặt trời của tôi (theo biểu dữ liệu của nó) là khoảng 4,0 volt, mặc dù tôi đã nhận được 6,0 volt khi đo. Đó là lý do tại sao tôi sử dụng 5,0 volt làm điện áp hoạt động cho các tính toán của mình. (Bảng dữ liệu pin mặt trời của tôi:

• Đèn LED đỏ

  Bạn có thể sử dụng các màu khác nhau nếu muốn nhưng bạn sẽ phải tính toán lại giá trị điện trở cho một đèn LED khác

• Bóng bán dẫn BC 337-25 (Bạn có thể sử dụng bóng bán dẫn khác nếu nó có cùng tính chất điện)

• Một máy biến áp 12 VDC

  Tôi đã lấy máy biến áp của mình từ một bộ sạc máy tính xách tay cũ cung cấp cho tôi 12 volt và tối đa. 4,5 amps

• Một protoboard hàn

Chỉnh sửa: Tôi nhận thấy rằng máy biến áp của tôi xuất ra 20 volt thay vì 12 volt. Nếu bạn sử dụng mạch 20 volt, vui lòng sử dụng điện trở 1k ohm cho đèn LED của bạn. Tôi thực sự xin lỗi về sai lầm của mình

Tính toán các giá trị điện trở

Bạn có thể bỏ qua phần này nếu bạn không muốn biết / nếu bạn đã biết, cách tính giá trị điện trở cho các linh kiện.

Vì vậy, trước tiên chúng ta cần tính giá trị điện trở cho đèn LED với công thức sau: Rl = (Uin - Ul) / IL

• Uin = Điện áp đầu vào (Chúng tôi đang sử dụng 12 volt.)
• Ul = điện áp hoạt động của đèn LED (đèn LED màu đỏ có điện áp hoạt động từ 1,7 - 2,0 vôn.)
• IL = Dòng hoạt động của đèn LED (Đèn LED thường sử dụng dòng hoạt động từ 10 - 15 mA nhưng tôi đang sử dụng 20 mA trong tính toán của mình.)

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

Vì vậy, chúng ta cần một điện trở 500 ohm. Tôi đang sử dụng điện trở dòng E12 nên tôi không có điện trở 500 ohm. Đó là lý do tại sao tôi đang sử dụng 560 ohms để thay thế.

Trước khi tính toán điện trở cho bóng bán dẫn, chúng ta cần biết một số điều về bóng bán dẫn mà chúng ta đang sử dụng:

• Min. hFE = Độ lợi dòng điện tối thiểu (Bạn có thể tra cứu giá trị độ lợi hiện tại từ biểu dữ liệu nhưng tôi đang sử dụng 100 trong các tính toán của mình.)
• Ic = Dòng điện của bộ thu (Lượng dòng điện mà bộ thu nhận được. Trong trường hợp này, nó nhận được khoảng 20 mA do đèn LED.)

Bây giờ chúng ta có thể tính toán điện trở cho bóng bán dẫn. Chúng ta có thể làm điều đó với công thức này: Rb = Uin - Ube / Ib

Uin = Điện áp đầu vào (Như tôi đã nói trước đó, pin mặt trời của tôi cung cấp khoảng 5 vôn, vì vậy chúng tôi đang sử dụng giá trị đó.)

Ube = Điện áp thu-phát (Thông thường điện áp khoảng 0,5 - 0,7 vôn. Chúng tôi đang sử dụng 0,7 vôn.)

Ib = Dòng điện cơ bản (Chúng ta cần tính dòng điện cơ bản cho giá trị hFE nhỏ nhất.)

Công thức cho giá trị hFE nhỏ nhất: Ib = Ic / hFE

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

Vì vậy, 0,2 mA là lượng dòng điện tối thiểu chúng ta cần để bóng bán dẫn hoạt động. Tôi tăng gấp đôi giá trị dòng điện tối thiểu vì tôi muốn đảm bảo rằng bóng bán dẫn sẽ mở ra khi nó cần. Đó là lý do tại sao tôi đang sử dụng 0,4 mA trong các tính toán của mình.

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

Vì vậy, chúng ta cần một điện trở 10,75 ohm. Trong dòng E12, điện trở gần nhất là 10k ohm nhưng tôi muốn có thêm một số điện trở trong trường hợp bóng bán dẫn không nổ, vì vậy tôi đang sử dụng điện trở 10k ohm và 560 ohm trong chuỗi. (10k ohm + 560 ohm = 10,56k ohm.)

Bạn cũng có thể sử dụng điện trở 12k ohm nếu muốn.

Bước 2: Hàn các thành phần

Bây giờ chúng ta cần hàn các thành phần vào protoboard. Trên đây là cách sắp xếp và sơ đồ mạch điện mà tôi đã sử dụng. Bạn có thể thay đổi cách sắp xếp nếu muốn.

Tôi hàn biến áp vào bảng bằng cách sử dụng hai dây mỏng hơn vì dây ban đầu quá dày so với bảng. Khi bạn đã hàn xong các dây của máy biến áp, hãy đảm bảo cách điện cho nó. Vui lòng sử dụng ống co nhiệt để cách điện các dây. Tôi không còn bất kỳ ống nào, vì vậy tôi đã cách điện dây bằng băng dính điện và đốt nóng nó.

Và hãy chắc chắn rằng bạn không tạo ra bất kỳ mối nối lạnh nào trong khi hàn. Các khớp nối lạnh không tốt cho mạch của bạn.

Bước 3: Kiểm tra mạch của bạn

Khi hàn xong, bạn có thể kiểm tra mạch của mình bằng cách cắm vào tường. Đèn LED sẽ tắt khi pin mặt trời được che và nó sẽ bật khi pin mặt trời tiếp xúc với ánh sáng.