MOSFET és un tipus de transistor d'efecte de camp únic. En comparació amb els BJT, aquests transistors són dispositius controlats per tensió perquè els BJT són dispositius controlats per corrent. Generalment, MOSFET inclou tres terminals; porta, font i desguàs, mentre que BJT inclou base, col·lector i emissor. Sempre que s'aplica la tensió al terminal de la porta, es pot crear un camp elèctric que simplement controli el flux de corrent al llarg del canal entre els dos terminals restants, com la font i el drenatge, i el corrent no flueix des del terminal de la porta cap al canal. transistor. Els MOSFET tenen un paper clau en la creació de diferents circuits com reguladors de tensió , controladors de velocitat del motor, seguidors solars, interruptors activats per llum i molts més. En aquest article s'explica com dissenyar un interruptor activat per llum amb MOSFET.
Interruptor activat per llum amb MOSFET
El concepte principal d'aquest circuit és dissenyar un circuit senzill per encendre/desactivar una càrrega com un LED en funció de la intensitat de la llum. Aquí la càrrega del circuit es controla mitjançant un MOSFET.
Components requerits
Els components necessaris per fer aquest interruptor activat per llum amb MOSFET inclouen principalment; MOSFET IRFZ44N, LDR, 4,5 Mohm Resistència , Càrrega de tira LED de 12 V i bateria de 9 V Font d'alimentació.
Connexions d'interruptors activats per llum
Les connexions de l'interruptor activat per llum amb MOSFET segueixen les següents:
- El terminal de drenatge del MOSFET IRFZ44N està connectat al terminal negatiu del LED.
- El terminal negatiu de la resistència de 4,5 Mohm està connectat al terminal font del MOSFET i el terminal positiu està connectat al terminal positiu del LED.
- El terminal positiu LDR està connectat al terminal de la porta del MOSFET i el terminal negatiu al terminal font del MOSFET.
- El terminal de la resistència es connecta al terminal positiu de la bateria i el terminal de la porta es dóna al terminal negatiu de la bateria o GND.
Treball
Una llum nocturna és una lluminària elèctrica molt petita, que s'utilitza per donar comoditat en zones fosques o on algunes zones es tornen fosques en alguns moments específics, com en una emergència o a la nit. El MOSFET s'utilitza per fer un interruptor casolà activat per llum. Els accessoris d'il·luminació amb alta eficiència es poden ajustar en funció de molts factors com ara; disponibilitat de llum natural o ocupació.
An LDR o fotoresistor és una resistència variable que està controlada per la llum. La funció d'aquesta resistència és fotoconductora, la qual cosa significa que la resistència canviarà en funció de la intensitat de la llum. Quan la intensitat de la llum augmenta, la resistència de LDR disminuirà. A partir de la fotoconductivitat, es pot millorar la conductivitat d'un material un cop augmenta la intensitat de la llum incident. Els materials fotoconductors presenten aquest tipus de propietats, de manera que s'utilitza en circuits de commutació com els circuits detectors activats per la llum i la foscor i també sensibles a la llum.
Una resistència depenent de la llum es fa simplement amb un semiconductor d'alta resistència. Quan les gotes de llum sobre el dispositiu tenen una freqüència suficient alta, els fotons que s'absorbeixen a través del semiconductor proporcionen energia suficient perquè els electrons units es moguin a la banda de conducció. Així, els electrons resultants conduiran l'electricitat per disminuir la resistència. El LDR d'aquest circuit s'ha de connectar a l'exterior perquè la seva superfície de detecció ha d'estar exposada a la regió ambiental des d'on cal detectar el nivell de llum.
La fotosensibilitat de la fotoresistència pot fluctuar molt en funció de la temperatura circumdant. A més, aquestes resistències mostraran algun retard normalment de 10 ms o menys o entre l'exposició a la llum a la caiguda posterior de la resistència.
En el circuit anterior, una LDR (resistència dependent de la llum) és una resistència variable el valor de la resistència es redueix augmentant la intensitat de la llum incident. En funció de la intensitat de la llum, el circuit s'activarà o desactivarà un LED, la qual cosa significa que quan LDR detecti una intensitat de llum alta, el LED s'apagarà automàticament i amb una intensitat de llum baixa, el LED s'encén. Aquí el LED similar a la càrrega es pot controlar amb l'ajuda d'un MOSFET. Aquest senzill interruptor activat per llum funciona automàticament engegant la llum a la nit i apagant durant el dia. L'interruptor activat per llum és menys costós i molt eficaç quan s'utilitza diàriament per automatitzar la vostra llar, jardí, etc.
Avantatges i desavantatges
El avantatges de l'interruptor activat per llum incloure el següent.
- Aquests circuits no necessiten operació manual.
- Aquest circuit consumeix menys energia.
- Aquest circuit és molt senzill de dissenyar utilitzant menys components.
- La relació de resistència llum-fosca de LDR al circuit és alta.
El desavantatges de l'interruptor activat per llum incloure el següent.
- Durant el funcionament d'aquest circuit, cal tenir precaució.
- La resposta espectral de LDR en aquest circuit és estreta.
- L'estabilitat de temperatura d'aquest circuit és baixa.
- La variació del valor de resistència de LDR té retard, perquè si passa de fosc a clar o de clar a fosc, restringeix l'ús de LDR allà on el senyal de llum canvia ràpidament.
Aplicacions
El aplicacions d'interruptor activat per llum incloure el següent.
- El circuit d'interruptor activat per la llum s'utilitza en aplicacions de seguretat on hi ha foscor per sobre de la resistència depenent de la llum i després s'atura la il·luminació.
- Aquest circuit és molt útil per encendre la llum sempre que s'encengui la resistència que depèn de la llum. El LDR tindrà la màxima resistència a la foscor i a la llum, tindrà una resistència baixa.
- Aquests circuits s'utilitzen en llums de jardí per encendre's automàticament a la nit.
- Aquests circuits s'utilitzen en alarmes de calaix que sonen un cop s'obre un calaix fosc.
- Aquest circuit s'utilitza per apagar una llum (o) grup de làmpades en particular en resposta als diferents nivells de llum ambiental.
- Aquest circuit també es pot utilitzar com a sistema automàtic de control de llums de carrer.
