lichtschranke elektronik
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ELEKTRONIK Materialliste: LICHTSCHRANKE 1 Widerstand 180 1 Widerstand 4,7 k 1 Trimmwiderstand 4,7 k 1 Fotowiderstand WINKLER - Nr. 100916 1 Leuchtdiode, rot 1 Transistoren NPN - BC 337 1 Glühlampe 3,8 V - 200 mA 1 Fassung E 10 mit 2 Lötstiften Was ist eine Lichtschranke: Eine Lichtschranke ist ein lichtempfindlicher elektronischer Schalter. Fällt genug Licht auf den Fotowiderstand (LDR), dann leuchtet die Leuchtdiode auf. Die Lichtempfindlichkeit ist mit dem Trimmwiderstand (P) einstellbar. Zur akustischen Anzeige kann zwischen Ausgang (A) der Schaltung und dem Pluspol zusätzlich ein Minisummer eingebaut werden. (Roter Draht an Plus!) Aufbau und Betrieb: Mit den im Katalog angebotenen Aufbaupackungen kann die Schaltung entweder als Brettschaltung mit Klemmschrauben oder als Kartonschaltung aufgebaut werden. Für andere Schaltungsaufbauten (Brettschaltung mit Messingreißnägeln oder Lötstiften, Klemmfedern, Lochstreifenplatine usw.) finden Sie Materialien beim WINKLER-Elektronikzubehör. Beim Aufbau der Schaltung ist die entsprechende Anleitung zu befolgen. Achte bei der Leuchtdiode und beim Transistor auf den richtigen Einbau und knicke die Anschlussdrähte der Bauteile nicht scharf am Gehäuse ab! Die Schaltung wird mit einer 4,5 V Flachbatterie betrieben. Beim Anschluss der Batterie an die Schaltung ist auf richtige Polung zu achten, da sonst Bauteile zerstört werden könnten. Funktioniert die fertige Schaltung nicht, sofort die Batterie abklemmen und den Fehler systematisch suchen. Häufige Fehlerquellen: Schlechte Klemm- oder Lötstellen, falsch eingesetzte Leuchtdiode oder Transistoren, Batterie falsch gepolt, Bauteile wurden durch zu langes Löten zerstört ... Erklärung der Schaltzeichen und Bauteile: Widerstand (R) braun-grau-braun-gold ........................ Wert: 180 gelb-lila-rot-gold .................................. Wert: 4700 = 4,7 k Fotowiderstand (LDR) Trimmwiderstand (P) Transistor NPN - BC 337 Glühlampe (L) Leuchtdiode (LED) C ... Kollektor B ... Basis E ... Emitter Hinweise zum Verständnis der Schaltung: Transistorschalter (Öffner): Ein Transistor wirkt im Prinzip wie ein Schalter. Er lässt zwischen Emitter (E) und Kollektor (C) nur Strom zur Leuchtdiode (LED) durch, wenn seine Basis (B) über einen Vorwiderstand (4,7 k) einen schwachen positiven Strom (mindestens + 0,7 V) erhält. Achtung: Basis nie ohne Vorwiderstand (mind. 1 k) an den Pluspol hängen! Der Widerstand 180 dient als Schutzwiderstand für die LED. Eine rote LED verträgt nämlich nur eine Spannung von ca. 1,7 V bei 20 mA. Schließe daher nie eine LED direkt an eine 4,5 V - Batterie! -1copyright Winkler Schulbedarf GmbH www.winklerschulbedarf.com Transistorschalter (Schließer): Ist der Taster (Ta) in dieser Schaltung nicht gedrückt, bekommt der Transistor über den Widerstand 4,7 k genug positiven Basisstrom und schaltet durch die LED leuchtet. Wird aber der Taster (Ta) gedrückt, sperrt plötzlich der Transistor, weil seine Basis nun über den geschlossenen Taster direkt mit dem Minuspol verbunden ist. Erst nach dem Loslassen des Tasters leuchtet die LED wieder auf, da die Basis des Transistors wieder positiven Basisstrom erhält. Funktion der Lichtschranke (Hellschaltung): Lichtschranke (Hellschaltung): Stelle den Trimmwiderstand (P) mit einem kleinen Schraubendreher so ein, dass die LED gerade noch leuchtet. Das Licht der Glühlampe (L) fällt auf den LDR. Im beleuchteten Zustand hat der LDR einen sehr kleinen Widerstand und lässt somit genügend positiven Strom zur Basis des Transistors (T) durch der Transistor schaltet durch die LED leuchtet. Schiebt man nun ein Hindernis (z.B. Hand) zwischen das Lämpchen und den LDR, erlischt die LED, weil der Transistor (T) nicht mehr genügend positiven Basisstrom bekommt. Erklärung: Der LDR und der Trimmwiderstand (P) bilden einen Spannungsteiler. Je weniger Licht auf den LDR fällt, desto größer ist sein Widerstand und umso mehr negativer Strom gelangt zur Basis, was zu einem Sperren des Transistors führt. Mit dem Trimmwiderstand (P) kann also die Lichtempfindlichkeit der Schaltung beeinflusst werden. Anwendungen der Lichtschranke in der Praxis: Arbeitsplatzsicherung bei gefährlichen Maschinen: Wird ein Lichtstrahl unterbrochen, so schaltet sich die Maschine automatisch aus. Diebstahlsicherung: Ein LDR befindet sich z.B. hinter einem Bild. Wird es entfernt, fällt Licht auf den LDR und der Alarm wird ausgelöst. Zeitmessung: Unterbricht ein Sportler den Lichtstrahl, wird die elektronische Uhr gestoppt. Automatischer Öffner für Rollläden: Wird der LDR am Morgen beleuchtet, so öffnen sich die Rollläden. Eine weitere Schaltung, die mit dem Bausatz gebaut werden kann: Lichtschranke (Dunkelschaltung): Bei der Lichtschranke in Dunkelschaltung befindet sich der LDR zwischen dem Minuspol und dem Basisanschluss des Transistors. Trifft genug Licht auf den LDR, so wird dessen Widerstand so gering, dass die Basis des Transistors praktisch mit dem Minuspol verbunden ist der Transistor sperrt die LED erlischt. Dunkelt man den LDR ab, wird sein Widerstand sehr hoch und es kann über den Trimmwiderstand (P) wieder genug positiver Strom zur Basis des Transistors gelangen die LED leuchtet wieder. Auch bei dieser Schaltungsvariante kann die Lichtempfindlichkeit mit dem Trimmwiderstand (P) eingestellt werden. Anwendungen in der Praxis: Automatische Straßen- und Auslagenbeleuchtung: Bei einbrechender Dämmerung schaltet sich das Licht automatisch ein und am Morgen wieder aus. Alarmanlage: Wird der Lichtstrahl unterbrochen, so wird über den Transistor eine Sirene in Betrieb gesetzt. -2copyright Winkler Schulbedarf GmbH www.winklerschulbedarf.com
