MOSFET on ainutlaatuinen kenttätransistori. BJT:ihin verrattuna nämä transistorit ovat jänniteohjattuja laitteita, koska BJT:t ovat virtaohjattuja laitteita. Yleensä MOSFET sisältää kolme päätelaitetta; portti, lähde ja viemäri taas BJT sisältää kannan, keräimen ja emitterin. Aina kun jännite syötetään hilaliittimeen, voidaan luoda sähkökenttä, joka yksinkertaisesti ohjaa virran kulkua koko kanavassa kahden jäljellä olevan liittimen, kuten lähteen ja viemärin välillä, ja virta ei kulje hilaliittimestä transistori. MOSFETeillä on keskeinen rooli erilaisten piirien tekemisessä jännitteen säätimet , moottorin nopeudensäätimet, aurinkoseurantalaitteet, valolla toimivat kytkimet ja paljon muuta. Tässä artikkelissa käsitellään valolla aktivoitavan kytkimen suunnittelua MOSFETillä.
Valolla aktivoitu kytkin MOSFETillä
Tämän piirin pääkonsepti on suunnitella yksinkertainen piiri kytkemään päälle/pois päältä kuorman kuten an LED riippuen valon voimakkuudesta. Tässä piirin kuormitusta ohjataan MOSFETin kautta.
Vaaditut komponentit
Tämän valolla aktivoitavan MOSFET-kytkimen valmistukseen vaadittavat komponentit sisältävät pääasiassa; IRFZ44N MOSFET, LDR, 4,5 Mohm Vastus , 12 V LED-nauhakuormitus ja 9 V akku Virtalähde.
Valolla aktivoidut kytkinliitännät
Valokytkimen kytkennät MOSFETin kanssa ovat seuraavat:
- IRFZ44N MOSFETin tyhjennysliitin on kytketty LEDin negatiiviseen napaan.
- 4,5 Mohmin vastuksen negatiivinen napa on kytketty MOSFETin lähdeliittimeen ja positiivinen napa on kytketty LEDin positiiviseen napaan.
- LDR-positiivinen napa on kytketty MOSFETin hilaliittimeen ja negatiivinen napa MOSFETin lähdeliittimeen.
- Vastuksen yksi napa on kytketty akun positiiviseen napaan ja hilanapa akun tai GND:n negatiiviseen napaan.
Työskentely
Yövalo on hyvin pieni sähköinen valaisin, jota käytetään mukavuuden lisäämiseen pimeillä alueilla tai joissa jotkin alueet pimenevät tiettyinä aikoina, kuten hätätilanteessa tai yöllä. MOSFETiä käytetään kotitekoisen valokäyttöisen kytkimen valmistukseen. Tehokkaita valaisimia voidaan säätää monien tekijöiden perusteella, kuten; päivänvalon saatavuus tai käyttöaste.
An LDR tai valovastus on muuttuva vastus, jota ohjataan valolla. Tämän vastuksen toiminto on valoa johtava, mikä tarkoittaa, että vastus muuttuu valon voimakkuuden mukaan. Kun valon voimakkuus kasvaa, LDR:n vastus pienenee. Valonjohtavuuden perusteella materiaalin johtavuutta voidaan parantaa, kun tulevan valon intensiteettiä lisätään. Valojohtavilla materiaaleilla on tällainen ominaisuus, joten sitä käytetään kytkentäpiireissä, kuten valon ja pimeyden aktivoiduissa ja myös valoherkissä ilmaisinpiireissä.
Valosta riippuva vastus valmistetaan yksinkertaisesti korkearesistanssista puolijohteesta. Kun laitteessa olevilla valopisaroilla on riittävän korkea taajuus, puolijohteen läpi absorboituneet fotonit antavat riittävästi energiaa sitoutuneille elektroneille siirtyäkseen johtavuuskaistalle. Joten tuloksena olevat elektronit johtavat sähköä vastuksen pienentämiseksi. Tämän piirin LDR on kytkettävä ulkopuolelle, koska sen tunnistuspinnan on oltava alttiina ympäröivälle alueelle, josta valon taso on tarpeen havaita.
Valovastuksen valoherkkyys voi vaihdella suuresti ympäristön lämpötilan mukaan. Lisäksi näissä vastuksissa on viivettä, joka on normaalisti 10 ms tai alle tai valolle altistumisen välillä seuraavaan vastuksen pudotukseen.
Yllä olevassa piirissä LDR (light-dependent resistor) on muuttuva vastus, jonka resistanssiarvoa pienennetään lisäämällä tulevan valon intensiteettiä. Valon voimakkuuden perusteella piiri kytkee päälle tai pois LEDin, mikä tarkoittaa, että kun LDR havaitsee korkean valon voimakkuuden, LED sammuu automaattisesti ja alhaisella valon voimakkuudella LED syttyy. Tässä kuormamaista LEDiä voidaan ohjata MOSFETin avulla. Tämä yksinkertainen valolla aktivoitu kytkin toimii automaattisesti kytkemällä valot päälle yöksi ja sammuttamalla päivällä. Valolla aktivoitava kytkin on halvempi ja erittäin tehokas, kun sitä käytetään päivittäin kodin, puutarhan jne. automatisointiin.
Edut & Haitat
The valokytkimen edut Sisällytä seuraavat.
- Nämä piirit eivät vaadi manuaalista käyttöä.
- Tämä piiri kuluttaa vähemmän virtaa.
- Tämä piiri on erittäin yksinkertainen suunnitella käyttämällä vähemmän komponentteja.
- LDR:n valon ja pimeyden vastussuhde piirissä on korkea.
The valolla aktivoitavan kytkimen haitat Sisällytä seuraavat.
- Tätä piiriä käytettäessä on noudatettava varovaisuutta.
- LDR:n spektrivaste tässä piirissä on kapea.
- Tämän piirin lämpötilastabiilisuus on alhainen.
- LDR:n vastusarvon vaihtelulla on viive, koska jos se muuttuu pimeästä vaaleaksi tai vaaleasta pimeään, se rajoittaa LDR:n käyttöä siellä, missä valosignaali muuttuu nopeasti.
Sovellukset
The valolla aktivoitujen kytkimien sovellukset Sisällytä seuraavat.
- Valolla aktivoituvaa kytkinpiiriä käytetään turvasovelluksissa, joissa valoriippuvaisen vastuksen yläpuolella on pimeyttä, jolloin se sammuttaa valaistuksen.
- Tämä piiri on erittäin hyödyllinen valon sytyttämisessä aina, kun valosta riippuvainen vastus syttyy. LDR:llä on maksimaalinen vastus pimeässä ja valossa sen vastus on alhainen.
- Näitä piirejä käytetään puutarhavalaisimissa, jotka syttyvät automaattisesti yöllä.
- Näitä piirejä käytetään laatikon hälytyksissä, jotka soivat, kun tumma laatikko avataan.
- Tätä piiriä käytetään tietyn lampun (tai lamppuryhmän) sammuttamiseen vasteena ympäristön valon eri tasoille.
- Tätä piiriä voidaan käyttää myös automaattisena katuvalon ohjausjärjestelmänä.
