Circuit de base pour garder la LED allumée ou éteinte selon la nuit / le jour
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Comment puis-je avoir une LED allumée ou éteinte (pas entre les deux) selon la nuit ou le jour avec l'électronique de base? J'ai créé le circuit ci-dessous, mais il ne fait que briller et dans l'obscurité il faiblit.
La photorésistance est d'environ 3 kΩ lorsque la lumière brille et d'environ 1 MΩ lorsqu'elle est sombre.
Je veux que ma LED brille la nuit et s'éteigne le jour.
Quelle est la manière la plus simple d'y parvenir?
Vous avez besoin que la LED soit allumée lorsque la photorésistance est à haute résistance. Remplacez donc la photorésistance par une résistance fixe R3, pour fournir le courant de base pour activer le transistor.
Ensuite, vous devez éteindre la LED lorsque la lumière brille et la photorésistance est de faible résistance. Connectez donc la photorésistance de la base à la terre.
Maintenant, lorsque sa résistance est suffisamment faible, il drainera le courant de R2 à la masse et maintiendra la tension de base en dessous de 0,6 V, bloquant le transistor.
Disons qu'à 3 kilohms, nous visons à réduire la tension de base à 0,3 V. Alors 0,3 V / 3 k = I = 0,1 ma. Ensuite, R3 doit baisser la tension restante de 4,7 V à 0,1 mA, donc R3 doit être de 47k.
Maintenant, le transistor commencera à se mettre en marche lorsque la résistance de la photocellule dépasse 6 kilohms. Si c'est encore trop clair, augmentez R2.
Vous pouvez également ajouter une fonction à action instantanée (hystérésis) à ce circuit. Ajoutez un transistor PNP avec son émetteur à + 5V. Connectez une résistance de 100K entre la base et la jonction de R1 et LED2. Connectez une autre résistance du collecteur à la base du NPN. La valeur de cette dernière résistance déterminera la quantité d'hystérésis. Commencez avec 100K et expérimentez à partir de là.
Dave Tweed
Bon travail sur le schéma! J'ai mis à jour la réponse pour appeler la nouvelle résistance R3 pour correspondre au schéma. Notez que sa valeur doit être de 47K ou autour de ce chiffre. @Dave T: bonne idée sur l'ajout d'hystérésis (action instantanée).
Brian Drummond
Ce circuit ne fonctionnera pas. Le PO a déclaré que R2 serait d'environ 3 kOhm à la lumière. C'est encore beaucoup plus élevé que ce circuit nécessite de couper le transistor et donc la LED. De plus, la LED sera assez faible car elle obtiendra moins de 1,5 mA.
Olin Lathrop
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@Olin: lire les commentaires concernant la valeur de R3. Vous avez raison de dire que 2,2 Ko est incorrect sur le schéma, mais je n'ai pas mis le schéma là-haut. Une LED à haute efficacité sera suffisamment lumineuse pour certains objectifs à 1,5 mA; si ce n'est pas le cas, l'OP peut réduire R1 pour résoudre ce problème.
Brian Drummond
Non, je ne devrais pas avoir à lire les commentaires. Je vois maintenant que vous avez mentionné que R3 devrait être de 47 kOhms, mais ce n'est pas ce que dit le schéma. De plus, vous ne pouvez que diminuer R1 jusqu'à présent avant que le courant LED ne soit limité par le gain du transistor. Avec 47 kOhm pour R3 et R2 complètement éteints, vous obtenez un courant de base de 94 uA. Avec un gain de 100 qui prend en charge un courant LED de 9,4 mA. Cela pourrait être assez brillant, mais vous perdez également le seuil alors, et il n'y a toujours pas d'action instantanée comme l'OP l'a demandé. Fondamentalement, ce circuit ne répond pas aux spécifications.
Olin Lathrop
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La logique est inversée dans votre circuit. Les photorésistances ont une résistance plus élevée à l'obscurité, donc le courant sera faible à l'obscurité et plus grand à la lumière. Cela signifie que vous avez besoin d'une inversion entre le courant LDR et le courant LED car vous voulez que la LED s'allume lorsqu'elle est sombre.
Puisque vous voulez que la LED soit allumée ou éteinte, vous avez besoin d'un gain élevé centré autour du point de consigne, ou mieux encore, d'une petite hystérie.
Donc, pour résumer, vous avez besoin de quelque chose qui s'inverse et a un peu d'hystérésis. C'est assez facile à faire avec un ampli op. Je ne sais pas si vous considérez cette "électronique de base" ou non.
Je dois m'enfuir maintenant, mais plus tard ce soir ou demain matin, je peux fournir un circuit.
Ajoutée:
Je suis de retour, donc je peux maintenant publier un schéma de ce dont je n'ai eu que le temps de parler brièvement auparavant.
Ce circuit allumera la LED lorsqu'il est sombre, il basculera entre allumé et éteint complètement, et il peut conduire la LED à sa pleine luminosité. Les deux dernières sont des choses que l'autre solution à transistor unique ne peut pas faire.
R1 et R2 forment un diviseur de tension. Cette tension augmente à mesure que R2 augmente, ce qui signifie une tension plus élevée à l'obscurité. Lorsque cette tension atteint environ 500 ou 600 mV, un petit courant circule à travers la base de Q2. Cela fait circuler beaucoup plus de courant à travers son collecteur, qui passe également à travers la base de Q1. Cela permet à beaucoup plus de courant de circuler dans le collecteur du Q1, qui allume la LED. Avec les valeurs indiquées, le courant des LED sera de près de 20 mA lorsqu'il est allumé, ce qui est la limite pour la plupart des LED discrètes ordinaires. Augmentez R4 si vous voulez moins de courant LED.
R3 fournit une petite rétroaction positive, également appelée hystérésis . Il ajoute ou soustrait seulement un petit courant de la base de Q2, mais suffisamment pour faire basculer l'ensemble du circuit d'un côté ou de l'autre lorsque le niveau de lumière est juste au seuil entre marche et arrêt. Notez comment il allume Q2 davantage lorsque le courant passe à travers la LED. C'est ce qui fournit l'action instantanée.
Le R5 est là juste pour limiter le courant de base Q1. Sans lui dans l'obscurité, le courant de base Q1 ne serait limité que par le gain de Q2. Ce n'est pas une bonne idée de compter sur le gain maximum d'un transistor. Il est rarement spécifié et peut être beaucoup plus élevé que le gain minimum garanti. La valeur de R5 a été choisie pour permettre toujours un courant de base Q1 suffisant pour que Q1 puisse saturer au courant LED maximum de 20 mA.
R1 ajuste le niveau d'éclairage auquel le circuit se déclenche. Des valeurs plus faibles déplaceront le seuil vers la lumière et des valeurs plus élevées vers l'obscurité.
En quoi le 2N4401 diffère-t-il du 2N4403? Puis-je utiliser deux 2N4403?
Alexander Solovets
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@Alexa: Le regard le plus rapide sur les fiches techniques ou même juste le schéma ci-dessus montre que 2N4401 est NPN et 2N4403 PNP. Non, ils ne peuvent pas être échangés.
La logique est inversée dans votre circuit. Les photorésistances ont une résistance plus élevée à l'obscurité, donc le courant sera faible à l'obscurité et plus grand à la lumière. Cela signifie que vous avez besoin d'une inversion entre le courant LDR et le courant LED car vous voulez que la LED s'allume lorsqu'elle est sombre.
Puisque vous voulez que la LED soit allumée ou éteinte, vous avez besoin d'un gain élevé centré autour du point de consigne, ou mieux encore, d'une petite hystérie.
Donc, pour résumer, vous avez besoin de quelque chose qui s'inverse et a un peu d'hystérésis. C'est assez facile à faire avec un ampli op. Je ne sais pas si vous considérez cette "électronique de base" ou non.
Je dois m'enfuir maintenant, mais plus tard ce soir ou demain matin, je peux fournir un circuit.
Ajoutée:
Je suis de retour, donc je peux maintenant publier un schéma de ce dont je n'ai eu que le temps de parler brièvement auparavant.
Ce circuit allumera la LED lorsqu'il est sombre, il basculera entre allumé et éteint complètement, et il peut conduire la LED à sa pleine luminosité. Les deux dernières sont des choses que l'autre solution à transistor unique ne peut pas faire.
R1 et R2 forment un diviseur de tension. Cette tension augmente à mesure que R2 augmente, ce qui signifie une tension plus élevée à l'obscurité. Lorsque cette tension atteint environ 500 ou 600 mV, un petit courant circule à travers la base de Q2. Cela fait circuler beaucoup plus de courant à travers son collecteur, qui passe également à travers la base de Q1. Cela permet à beaucoup plus de courant de circuler dans le collecteur du Q1, qui allume la LED. Avec les valeurs indiquées, le courant des LED sera de près de 20 mA lorsqu'il est allumé, ce qui est la limite pour la plupart des LED discrètes ordinaires. Augmentez R4 si vous voulez moins de courant LED.
R3 fournit une petite rétroaction positive, également appelée hystérésis . Il ajoute ou soustrait seulement un petit courant de la base de Q2, mais suffisamment pour faire basculer l'ensemble du circuit d'un côté ou de l'autre lorsque le niveau de lumière est juste au seuil entre marche et arrêt. Notez comment il allume Q2 davantage lorsque le courant passe à travers la LED. C'est ce qui fournit l'action instantanée.
Le R5 est là juste pour limiter le courant de base Q1. Sans lui dans l'obscurité, le courant de base Q1 ne serait limité que par le gain de Q2. Ce n'est pas une bonne idée de compter sur le gain maximum d'un transistor. Il est rarement spécifié et peut être beaucoup plus élevé que le gain minimum garanti. La valeur de R5 a été choisie pour permettre toujours un courant de base Q1 suffisant pour que Q1 puisse saturer au courant LED maximum de 20 mA.
R1 ajuste le niveau d'éclairage auquel le circuit se déclenche. Des valeurs plus faibles déplaceront le seuil vers la lumière et des valeurs plus élevées vers l'obscurité.
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