Světlem aktivovaný spínač s MOSFETem

MOSFET je typ jedinečného tranzistoru s efektem pole. Ve srovnání s BJT jsou tyto tranzistory zařízení řízená napětím, protože BJT jsou zařízení řízená proudem. Obecně MOSFET obsahuje tři terminály; brána, zdroj a odtok zatímco BJT zahrnuje základnu, kolektor a emitor. Kdykoli se na svorku brány přivede napětí, může se vytvořit elektrické pole, které jednoduše řídí tok proudu kanálem mezi dvěma zbývajícími svorkami, jako je zdroj a odtok, a proud neteče z terminálu brány do tranzistor. MOSFETy hrají klíčovou roli při vytváření různých obvodů jako regulátory napětí , regulátory otáček motoru, solární sledovače, spínače aktivované světlem a mnoho dalších. Tento článek popisuje, jak navrhnout spínač aktivovaný světlem s MOSFET.

Světlem aktivovaný spínač s MOSFETem

Hlavním konceptem tohoto obvodu je navrhnout jednoduchý obvod pro zapnutí/vypnutí zátěže, jako je např VEDENÝ v závislosti na intenzitě světla. Zde je zátěž v obvodu řízena pomocí MOSFET.

Požadované komponenty

Požadované komponenty pro výrobu tohoto světlem aktivovaného spínače s MOSFET zahrnují zejména; MOSFET IRFZ44N, LDR, 4,5 Mohm Rezistor , 12V LED pásek zátěž a 9V baterie Napájení.

Připojení spínačů aktivovaných světlem

Zapojení spínače aktivovaného světlem s MOSFETem následuje takto;

• Vypouštěcí svorka IRFZ44N MOSFET je připojena k záporné svorce LED.
• Záporná svorka rezistoru 4,5 Mohm je připojena ke zdrojové svorce MOSFET a kladná svorka je připojena ke kladné svorce LED.
• Kladná svorka LDR je připojena ke svorce hradla MOSFET a záporná svorka ke zdrojové svorce MOSFET.
• Svorka odporu je připojena ke kladné svorce baterie a svorka hradla je přivedena k záporné svorce baterie nebo GND.

Pracovní

Noční světlo je velmi malé elektrické svítidlo, které se používá pro pohodlí v tmavých oblastech nebo tam, kde některé oblasti v určitých časech ztmavnou, například v případě nouze nebo v noci. MOSFET se používá k výrobě domácího spínače aktivovaného světlem. Svítidla s vysokou účinností lze nastavit na základě mnoha faktorů, jako je; dostupnost denního světla nebo obsazenost.

An LDR nebo fotorezistor je proměnný odpor, který je řízen světlem. Funkce tohoto rezistoru je fotovodivá, což znamená, že se odpor bude měnit v závislosti na intenzitě světla. Když se intenzita světla zvýší, odpor LDR se sníží. Na základě fotovodivosti lze zvýšit vodivost materiálu, jakmile se zvýší intenzita dopadajícího světla. Fotovodivé materiály vykazují takový druh vlastnosti, takže se používají ve spínacích obvodech, jako jsou obvody aktivované světlem a tmou a také obvody detektorů citlivých na světlo.

Rezistor závislý na světle se jednoduše vyrábí z polovodiče s vysokým odporem. Když mají kapky světla na zařízení dostatečně vysokou frekvenci, pak fotony, které jsou absorbovány polovodičem, poskytují dostatečnou energii pro navázané elektrony, aby se přesunuly do vodivostního pásma. Takže výsledné elektrony budou vést elektřinu, aby se snížil odpor. LDR v tomto obvodu musí být připojeno ven, protože jeho snímací plocha musí být vystavena okolní oblasti, odkud je nutné detekovat úroveň světla.

Fotosenzitivita fotorezistoru může velmi kolísat v závislosti na okolní teplotě. Kromě toho budou tyto rezistory vykazovat určité zpoždění obvykle 10 msec nebo méně nebo mezi vystavením světla následnému poklesu odporu.

Ve výše uvedeném obvodu je LDR (light-dependent rezistor) proměnný rezistor, jehož hodnota odporu se snižuje zvýšením intenzity dopadajícího světla. Na základě intenzity světla obvod zapne nebo vypne LED, což znamená, že když LDR detekuje vysokou intenzitu světla, LED se automaticky vypne a při nízké intenzitě světla se LED rozsvítí. Zde lze LED diodu podobnou zátěži ovládat pomocí MOSFETu. Tento jednoduchý spínač aktivovaný světlem automaticky funguje tak, že v noci rozsvítí světlo a ve dne zhasne. Spínač aktivovaný světlem je méně nákladný a velmi účinný při každodenním používání k automatizaci vašeho domova, zahrady atd.

Výhody nevýhody

The výhody spínače aktivovaného světlem zahrnout následující.

• Tyto obvody nevyžadují ruční ovládání.
• Tento obvod spotřebovává méně energie.
• Tento obvod je velmi jednoduchý na návrh s použitím menšího počtu součástek.
• Poměr odporu světla a tmy LDR v obvodu je vysoký.

The nevýhody spínače aktivovaného světlem zahrnout následující.

• Při provozu tohoto okruhu je třeba dbát opatrnosti.
• Spektrální odezva LDR v tomto obvodu je úzká.
• Teplotní stabilita tohoto okruhu je nízká.
• Změna hodnoty odporu LDR má zpoždění, protože pokud přejde ze tmy do světla nebo ze světla do tmy, omezuje použití LDR všude tam, kde se rychle mění signál světla.

Aplikace

The aplikace spínače aktivovaného světlem zahrnout následující.

• Obvod spínače aktivovaného světlem se používá v bezpečnostních aplikacích, kde je nad rezistorem závislým na světle tma a poté přestane svítit.
• Tento obvod je velmi užitečný při rozsvícení světla vždy, když se rozsvítí na světle závislý odpor. LDR bude mít maximální odpor ve tmě a ve světle bude mít nízký odpor.
• Tyto obvody se používají v zahradních lampách k automatickému rozsvícení v noci.
• Tyto obvody se používají v alarmech zásuvek, které zazní při otevření tmavé zásuvky.
• Tento obvod se používá k vypnutí konkrétní lampy (nebo) skupiny lamp v reakci na různé úrovně okolního světla.
• Tento obvod lze také použít jako systém automatického ovládání pouličního osvětlení.