1
Conrad Szaküzlet 1067 Budapest, Teréz krt. 23. Tel: (061) 302-3588
Conrad Vevőszolgálat 1124 Budapest, Jagelló út 30. Tel: (061) 319-0250
Fénysorompós kísérletek (építőkészlet)
Rend.sz.: 196037
Az összeszerelés és használatba vétel előtt
tanulmányozza az áramkör építésről és a biztonságról
szóló mellékletet is.
Felhasználás: kísérletezés fotoellenállással, fénysorompó
építésén keresztül. A fotoellenállások a fénysorompón kívül
használhatók még szürkületi kapcsolóhoz, riasztóhoz,
számláló berendezéshez stb. is.
Elektromágneses zavarvédelem szempontjából megfelel a
89/336/EGK irányelvnek.
A kapcsolás ismertetése
Rajzot ld. német útm.
Az áramkör három tranzisztorral működik, melyek közül T1
és T2 ún. Schmitt-triggert (speciális összehasonlító/billenő
áramkör) alkot. A komplett kapcsolási rajzon látható “a” és
“c” pontokra fotoellenállást lehet csatlakoztatni. A
fotoellenállás értéke fény hatására változik: erős fényben
kb. 1kohm-tól (=1000ohm) a sötétben mérhető kb. 1Mohm-
ig (=1000000ohm). Az első, egyszerű példa kapcsolási
rajzon egy feszültségosztóba épített fotoellenállás látható;
az osztó másik tagja egy potenciométer. A fotoellenálláson
eső feszültséget az Ohm-törvény alapján lehet számolni.
Példa:
a potméter kb. 10kohm-ra van állítva, a fotoellenállás (LDR)
1Mohm, ekkor a rajta eső feszültség (U
LDR
) számítása:
az össz-ellenállás 1Mohm + 10kohm=1,01Mohm.
Az osztón folyó áram I=9V/1,01Mohm=0,0000089A=8,9uA.
Ebből a fotoellenálláson eső feszültség U
LDR
=0,0000089A x
1Mohm = 8,9V.
Ugyanígy számolva, 1,5kohm-nál 1,17V, 1kohm-nál 0,818V
adódik, vagyis a nagy fényerőtől a teljes sötétségig
0,8V…8,9V a feszültség változási tartománya.
A megépítendő áramkörben használt Schmitt-trigger
jellemzője, hogy ha egy adott feszültség hatására átbillen
(bekapcsol), akkor a visszabillenés (kikapcsolás) egy ettől
eltérő, alacsonyabb szinten következik be (hiszterézis). Ez
segíti a kisebb változások észlelését és a relé pergésének
elkerülését. Az átbillenés adott értéknél következik be,
sebessége független a bemeneti feszültségváltozási
sebességtől. T2 kollektorán csak kétféle feszültség érték tud
megjelenni, a fenti be- ill. kikapcsolási eseteknek
megfelelően. Tételezzük fel, hogy a fotoellenállás erős
megvilágítást kap - ekkor T1 bázisán csak kis feszültség
van, a tranzisztor zár, vagyis “nyitott kapcsolóként”
viselkedik.
T1 kollektorán kb. 8V lesz, T2 bázisa ekkor R2- és R4-en
keresztül pozitív előfeszítést kap, amitől T2 vezet, vagyis az
emitter és kollektor zárt kapcsolót alkot. T3 ugyanekkor zár,
a relé nem kap áramot, és nyugalmi állapotban marad.
A fenti állapotok megváltoznak, amikor a fotoellenállás nem
kap fényt: feszültsége kb. 0,9-ről 1,4V-ra nő.
A tranzisztoroknál a bekapcsoláshoz szükséges bázisáram
attól kezdve tud folyni, hogy a bázis-emitter feszültség elérte
a kb. 0,65V-os értéket. Ettől T1 vezető állapotba kerül,
kollektora kb. 1V-ra esik le, ami T2-t lezárja: kollektora kb.
6,5V-ra kerül. Az R8 ellenálláson kb. 0,7V esik, T3 nyit és a
relé bekapcsol. Ha a fotoellenállást újból megvilágítjuk, a
folyamat elölről kezdődik.
Az elektromos alkatrészek működése
Fix értékű ellenállások
Áram- ill. feszültség állítására, itt a tranzisztorok
munkapontjának beállítására szolgálnak. Hengeres formájú
alkatrészek, két végükön huzal kivezetéssel. Az áramkörben
0,25W-os szénréteg ellenállások vannak, értékük
színkódból állapítható meg.
A négysávos ellenállásoknál az első két sáv számértéket
jelent, a harmadik az ún. szorzósáv, a negyedik a tűréssáv.
Pl. 4700ohm színjelölése: sárga (=4), ibolya (=7), piros
(szorzó=10
2
), arany (értéktűrés 5%).
A számjegyek sorrendje a szivárvány színeinek felel meg:
Szín
(számje-
gyekhez)
1.sáv 2.sáv 3.sáv
(nullák
száma)
4. sáv
szín
(tűrés%)
fekete 0 0 -
barna 1 1 0
barna 1
piros 2 2 00
piros 2
narancs 3 3 000
sárga 5
sárga 4 4 0000
ezüst 10
zöld 5 5 00000
nincs 20
kék 6 6 000000
ibolya 7 7
szürke 8 8
fehér 9 9
Változtatható ellenállás (potméter)
Az alkatrészen levő felirat a beállítható legnagyobb értéket
jelenti. A potméternek három kivezetése van: kettőn a
legnagyobb értéket lehet mérni, a harmadik a csúszka. Erről
leosztott feszültséget lehet levenni. A panelba ültethető
potmétereket tengely forgatás helyett csavarhúzóval lehet
állítani.
Fény által vezérelt ellenállások
A fotoellenállások (LDR=light dependent resistor (angol))
olyan félvezetők, melyek ellenállása fény hatására csökken.
Az áram iránya nem számít, úgyhogy egyen- vagy váltakozó
árammal egyaránt működnek. Csaknem mindig
feszültségosztóba építve használatosak. Átlátszó műanyag
ablakkal rendelkeznek, amin keresztül benézve látható a
rácsos szerkezet. A megvilágítás nélküli esetben mérhető
ellenállást sötétellenállásnak hívjuk, értéke kb.
1Mohm…20Mohm között szokott lenni. Fény hatására az
ellenállás néhány 100ohm-ra (100ohm…2kohm) csökken.
A változás lassan következik be, ezért az alkatrész
nagysebességű áramkörökbe nem való; fényérzékenysége
viszont nagy, ezért alkalmas pl. fénysorompókba.
Dióda
Egy pn átmenetet tartalmazó félvezető. A p réteg adja az
anód csatlakozást, az n a katódot. A katódot rendszerint a
diódára nyomtatott gyűrűvel jelzik, több karika esetén az
első vastagabb a katód.
A dióda a rákapcsolt feszültség irányától függően záró- vagy
áteresztő elemként viselkedik, ezért megfelelő polaritással
kell az áramkörbe építeni.
A dióda vizsgálata
A működőképesség megállapításához elegendő lehet egy
ohmmérő. A diódát az egyik polaritással rákötve kis
ellenállást (néhány 10ohm) kell mérnünk, megfordítva pedig
nagyot (néhány 10k-tól).
Használhatunk a vizsgálathoz egy elemet és egy LED-et v.
kis izzót is (áramkört ld. német útm.).
LED
Világítódióda, amely nyitóirányban rákapcsolt feszültség
hatására fényt bocsájt ki. Piros LED-en ekkor kb. 1,6-2V,
narancson 2,2-3V, zöldön 2,4-3,2V feszültség (U
LED
) esik. A
nyitóirányú áram (I
LED
) kb. 10…20mA. Feltétlenül soros
ellenállást kell elé kötni, az áram korlátozása céljából.
Számítása: Rs=(Utáp-U
LED
)/I
LED
.
A ház perem csapott része ill. a rövidebb láb jelzi a
világítódiódánál a katódot (fény felé tartva, a nagyobbik
elektród, a rajzon vastag csík mutatja).
Ha a dióda polaritást valamiért nem lehet megállapítani, az
eredeti útmutatóban az alkatrész listánál levő kapcsolással
kísérletezhetünk, ahol a LED-et elemmel és ellenállással
kell sorba kötni. (A soros ellenállás kisáramú LED-nél 4k7
lehet.) Ha a dióda + (anód) esik a 4,5…9V-os elem +
kapcsa felé, akkor világít.
2
Tranzisztor
Aktív félvezető, teljesítmény erősítésre használható.
Alkalmas szabályozásokhoz, kapcsolási feladatokhoz.
Kivezetései a bázis (B), kollektor (C) és emitter (E). Az ún.
npn tranzisztor pozitív feszültséget igényel a bázis és
emitter közé a nyitáshoz, az npn negatívat. (A kapcsolási
rajzot nézve, nyitott tranzisztor esetén az áram a nyíl
irányában folyik; ez a diódákra is igaz.)
Tranzisztorok vizsgálata
A működőképességet itt is meg lehet nézni ohmmérővel.
Alapvetően úgy kell eljárni, mint a diódánál, csak itt két
diódánk van: a bázis-emitter ill. a bázis-kollektor átmenet.
Végül ellenőrizni kell azt is, hogy nincs-e kollektor-emitter
zárlat.
Áramkörbe épített tranzisztornál a bázis-emitter ill. emitter-
bázis feszültség max. kb. 0,7V lehet. A feszültséget
bázisellenállás korlátozza.
Ha a lábakat alulról nézzük úgy, hogy a ház lapos része
jobbra esik, akkor felülről lefele haladva kollektor, bázis,
emitter a sorrend.
Relé
A benne levő lágyvas magot réz tekercs veszi körül. Amikor
a tekercsre áramot adunk, a vasmag mágneses lesz, és a
relé behúz, zárva a rászerelt érintkezőket. Egy
váltóérintkezős relénél az érintkezők egyike a közös pont
(jelölés: C), a másik a nyugalmi (R vagy NC), a harmadik a
munkaérintkező (A vagy NO).
A szemléltető rajzon a relé állapotától függően a La1 lámpa
(meghúzott relé) vagy a La2 lámpa (elengedett relé) ég.
Műszaki adatok
Tápfeszültség 9…12V=
Áramfelvétel 10mA, meghúzott relénél kb. 40 mA
Méret 80 x 50mm
Megépítés 1. lépés: beültetés
Alkatrész ábrákat, beültetési rajzot l. német útm.
A páka stb. mellett itt egy kéziműszerre is szükség lesz.
Ellenállások: Hajlítsa le a lábakat a raszter méretnek
megfelelően, tegye be az ellenállásokat a helyükre, hajlítsa
ki a forrasztási oldalon a lábukat 45 fokkal, forrassza meg,
és vágja le a kiálló végeket. Az áramkörben levő szénréteg
ellenállások tűrése 5%, a színkódban az aranyszínű
tűréssáv jelzi. Az értéket a másik 3 sáv mutatja.
Leolvasáshoz (ld. korábban) az ellenállást úgy kell tartani,
hogy a tűréssáv jobboldalt legyen.
R1, 7 10k barna fekete narancs
R2, 5,6 4,7k sárga ibolya piros
R3, 9 470R sárga ibolya barna
R4 22k piros piros narancs
R8 3,3k narancs narancs piros
Diódák: Forrassza úgy, mint az ellenállást, de ügyelve a
polaritásra [katód csíkkal jelölve].
D1 =1N 4148 univerzális szilícium dióda
Tranzisztorok: Pozícióra figyelni - a panelon a szita
(beültetési) rajzon látható a ház lecsapott oldala.
A lábak ne kereszteződjenek, beültetési magasság 5 mm.
T1, T2, T3 = BC 547, 548, 549 A, B vagy C, kis
teljesítményű
Trimmer potméter: P1 = 25k (érzékenység)
Forrcsúcsok: 8 db van
LED: LED1: piros, átm.5 mm
Relé: RL1 = rel. 12V, 1x váltó
Fotoellenállás: Az “a” és “c” jelű forrcsúcsokra kell
forrasztani, ügyelve, hogy a fényérzékeny oldala álljon
kifele.
LDR = LDR 03, 05, 07 v. hasonló.
2. lépés: csatlakoztatás, üzembe helyezés
Az áramkört a beüzemelésnél csak szűrt
egyenfeszültséggel, az életvédelmi szabványoknak
megfelelő leválasztott hálózati tápegységről v.
akkuról/elemről szabad táplálni. Ezeknek a szükséges
áramot is kell tudni szolgáltatni. Autós akkutöltő vagy
modellvasút trafó nem használható.
• A “+” és “-” forrcsúcsokra kössön megfelelő polaritással
9-12V egyenfeszültséget. Helytelen polaritás
tönkreteheti az áramkört.
• Kössön a mínusz pont és a fotoellenállás “a” pontja közé
egy feszültségmérőt (méréshatár 10-20V).
• Csavargassa ide-oda a potmétert, ekkor kb. 0,4…9V
között változó feszültséget olvashat le.
0,5…2V feszültség mellett a relének meg kell húzni ill. el
kell engedni. Meghúzáskor a LED is világít.
A Schmitt-trigger hiszterézisének meghatározása
Csavarja a potmétert balra, majd lassan jobbra - kb. 1,2V
feszültségnél a relé meghúz. Csavarja a potmétert
ellenkező irányba, amíg a relé el nem enged - ez kb. 1V-nál
következik be.
Ube=1,2V; Uki=1V; Uhiszt=0,2V.
Kösse a műszert T2 kollektorára, ami a Schmitt-trigger
kimenete. Csavarja balra a potmétert, míg a relé el nem
enged és a LED ki nem alszik. Most a műszer kb. 1,4V-ot
mutat. Takarja le lassanként a fotoellenállást - a műszer
egyszer csak 6,4V-ot mutat. Közbenső feszültség nem
érhető el a fokozatos takarással sem. Ez szemlélteti, hogy a
Schmitt-trigger lassú szintváltozás esetén is azonnal
átkapcsol.
Alkalmazások
Fénysorompó
Amennyiben a fotoellenállást az “a” és “c” pontok közé kötik,
a relé a fénysugár megszakításakor húz meg.
Ha felcseréljük a fotoellenállást és a potmétert, a relé
azonnal meghúz, amikor a fotoellenállásra fény esik. Amikor
a világítás megszűnik, a relé elenged, és pl. szirénát, kürtöt
lehet vele működtetni.
Hőfokkapcsoló
Ha a fotoellenállás helyébe NTC-t (hőmérséklet
növekedésére csökkenő ellenállást) kapcsolunk, az áramkör
hőmérséklet felügyeletre használható. Javasolt 20
o
C-on
20kohm értékű ellenállást használni.
Szürkületi kapcsoló
Az áramkör eredeti felépítésében arra is alkalmas, hogy a
világosságtól függően pl. világítótestet kapcsoljon be/ki. A
fényerő küszöböt a potméterrel lehet beállítani.
Ha valami nincs rendben, kapcsolja ki a tápfeszültséget, és
nézze át az áramkört a mellékelt építési ismertetőt is
figyelembe véve.
-
1
-
2
Conrad Components N/A 196037 Assembly kit 9 - 12 V DC 196037 Assembly kit 9 - 12 V DC Návod na používanie
- Typ
- Návod na používanie
- Táto príručka je tiež vhodná pre
Súvisiace články
-
Conrad Components Pre-amp Assembly kit 9 V DC, 12 V DC, 24 V DC Návod na používanie
-
-
-
