Sensor de luz simples com um LED (analógico): 3 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Olá!

Neste instrutível, mostrarei como fazer um sensor de luz simples com um LED.

Basicamente, este circuito apenas liga o LED, quando é exposto à luz. Para mim esse circuito é meio inútil porque você não pode fazer muito com isso, mas acho que alguém poderia achar isso útil.

Etapa 1: escolha dos componentes

Lista de componentes:

• 2 x resistor de 560 ohms
• Resistor de 10k ohm

• Uma pequena célula solar (eu tirei a minha de uma velha lâmpada de jardim movida a energia solar)

  A voltagem operacional em minha célula solar (de acordo com sua ficha técnica) é de cerca de 4,0 volts, embora eu tenha 6,0 volts quando a medi. É por isso que estou usando 5,0 volts como tensão operacional para meus cálculos. (Folha de dados da minha célula solar:

• Um LED vermelho

  Você pode usar cores diferentes se quiser, mas terá que calcular o valor do resistor novamente para um LED diferente

• Transistor BC 337-25 (você pode usar um transistor diferente se ele tiver as mesmas propriedades elétricas)

• Um transformador de 12 VDC

  Peguei meu transformador de um carregador de laptop antigo que me fornece 12 volts e no máximo. 4,5 amperes

• Um protoboard de solda

Edit: notei que meu transformador produz 20 volts em vez de 12 volts. Se você usar 20 volts em seu circuito, use um resistor de 1k ohm para seu LED. Eu realmente sinto muito pelo meu erro

Calculando os valores do resistor

Você pode pular esta parte se não quiser / se já sabe, como calcular os valores do resistor para os componentes.

Portanto, primeiro precisamos calcular o valor do resistor para o LED com esta fórmula: Rl = (Uin - Ul) / IL

• Uin = tensão de entrada (estamos usando 12 volts.)
• Ul = tensão de operação do LED (o LED vermelho tem uma tensão de operação de 1,7 - 2,0 volts.)
• IL = LED de corrente operacional (LEDs geralmente usam uma corrente operacional de 10 a 15 mA, mas estou usando 20 mA em meus cálculos.)

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

Portanto, precisamos de um resistor de 500 ohms. Estou usando resistores da série E12, então não tenho um resistor de 500 ohms. É por isso que estou usando um 560 ohms.

Antes de calcularmos o resistor do transistor, precisamos saber algumas coisas sobre o transistor que estamos usando:

• Min. hFE = Ganho mínimo de corrente (você pode consultar os valores de ganho atual na folha de dados, mas estou usando 100 em meus cálculos.)
• Ic = corrente do coletor (a quantidade de corrente que o coletor recebe. Neste caso, obtém cerca de 20 mA por causa do LED).

Agora podemos calcular o resistor do transistor. Podemos fazer isso com esta fórmula: Rb = Uin - Ube / Ib

Uin = tensão de entrada (como eu disse antes, minha célula solar fornece cerca de 5 volts, então estamos usando esse valor.)

Ube = Tensão do coletor-emissor (normalmente, a tensão é cerca de 0,5 - 0,7 volts. Estamos usando 0,7 volts.)

Ib = Corrente de base (precisamos calcular a corrente de base para o valor mínimo de hFE.)

Fórmula para o valor mínimo de hFE: Ib = Ic / hFE

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

Portanto, 0,2 mA é a quantidade mínima de corrente necessária para o transistor operar. Dobrei o valor mínimo da corrente porque quero ter certeza de que o transistor abre quando necessário. É por isso que estou usando 0,4 mA em meus cálculos.

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

Portanto, precisamos de um resistor de 10,75 ohms. Na série E12, o mais próximo é de 10k ohms, mas eu queria um pouco mais de resistência para o caso de o transistor não explodir, então estou usando um resistor de 10k ohms e 560 ohms em série. (10k ohm + 560 ohm = 10,56k ohm.)

Você também pode usar um resistor de 12k ohm, se desejar.

Etapa 2: soldando os componentes

Agora precisamos soldar os componentes ao protoboard. Acima está a disposição e o diagrama de circuito que usei. Você pode alterar o arranjo, se quiser.

Soldei o transformador à placa usando dois fios mais finos porque os fios originais eram muito grossos para a placa. Quando terminar de soldar os fios do transformador, certifique-se de isolá-lo. Use tubulação termorretrátil para isolar os fios. Eu não tinha mais tubos, então isolei o fio com fita isolante e o aqueci.

E certifique-se de não fazer nenhuma junta fria durante a soldagem. Articulações frias não são boas para o seu circuito.

Etapa 3: Teste seu circuito

Quando terminar de soldar, você pode testar seu circuito conectando-o à parede. O LED deve desligar quando a célula solar estiver coberta e deve ligar quando a célula solar for exposta à luz.