Conrad Light Barrier Experimentation Kit 196037 データシート

製品コード

196037

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

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

), 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

barna

0 barna

piros

00 piros

narancs

000 sárga

sárga

0000 ezüst

zöld

00000 nincs

kék

000000

ibolya

szürke

fehér

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.