Lichtgevoelige schakelaar met een LDR, een transistor en een led
In deze les maken we weer gebruik van een breadboard en passen we de lichtgevoelige weerstand (LDR) toe die we in de vorige les bespraken. We gebruiken deze als lichtsensor die een transistor inschakelt als de duisternis is ingevallen.
Schema
In het afgebeelde schema zijn vijf onderdelen in een transistorschakeling opgenomen: een batterij van 4,5 V, een weerstand R1 van 820 Ω, een led, een transistor T1 van het type BC547, een weerstand R2 van 680 kΩ en een LDR. De weerstandswaarde van R1 is afgestemd op de led en is niet kritisch: waarden tussen de 470 Ω en 1500 Ω zullen de led laten branden. De LDR heeft in donkere toestand een weerstand van >2 MΩ en bij daglicht <20 kΩ. Weerstand R2 en de LDR vormen samen een spanningsdeler. In donkere toestand staat hier ongeveer 3 V, die de transistor in geleiding brengt en de stroom door R1 en de led laat lopen. In lichte toestand staat er ongeveer 0 V tussen R2 en de LDR die de transistor laat sperren en daarmee de stroom door R1 en de led tegenhoudt.
Lijst benodigde onderdelen
De schakeling wordt opgebouwd op een breadboard en alle onderdelen zijn bedoeld en geschikt om hiermee gebruikt te worden:
- Breadboard
- Batterijdoos 4,5 V met aan-uit schakelaar en twee aansluitdraden rood (
+) en zwart (-) - Led
- R1 weerstand 820 Ω (kleurcode grijs-rood-bruin)
- R2 weerstand 680 kΩ (kleurcode blauw-grijs-geel)
- LDR
- T1 transistor BC547
Plaatsing van de onderdelen op het breadboard
Zet de schakelaar van de batterijdoos op de ‘uit’ positie en steek de rode draad en zwarte draad op de getoonde plek in het breadboard. Plaats de transistor op de aangegeven wijze. Plaats de led en let hierbij op de anode (lange draad) en kathode (korte draad). De kathode is verbonden met de linker pen van de transistor.
Als je goed naar de binnenkant van de led kijkt dan zie een ‘aambeeld’ waarop de halfgeleider is gemonteerd. Dit bredere deel zit aan de kant van de kathode van de led, verbonden met de kortere draad van de led. Om een led te laten branden dient de anode (lange draad) te worden aangesloten op
+en de kathode (korte draad) op-.
Plaats de weerstand R1; het is prima dat de weerstand een eindje boven het breadboard uitsteekt. Let erop dat de weerstand verbinding maakt met dfe rode draad en de led. Plaats de draadbrug, of verplaats de zwarte draad van de batterijdoos naar contactrij van de kathode van de led. Plaats weerstand R2. Let erop dat deze aan de linkerkant is verbonden met de linkerkant van R1 en aan de rechterkant met de middenste pen van de transistor. Plaats de LDR.
Controleer nog een keer goed of alle onderdelen zoals afgebeeld zijn geplaatst. Controleer vervolgens aan de hand van het schema of alle onderdelen op de manier van het schema zijn aangesloten. Schakel nu de batterijdoos met de schakelaar op de batterijdoos in. De led zal gedoofd blijven als er voldoende licht in de omgeving is. Verduister nu de ruimte. De led zal nu gaan branden.
Problemen oplossen
Als de led niet gaat branden wanneer de batterijdoos wordt ingeschakeld en de ruimte wordt verduisterd dan is er sprake van een foutsituatie die hersteld moet worden. Controleer in dat geval het volgende en corrigeer of herstel waar nodig:
- Zijn de batterijen in de batterijdoos goed geplaatst?
- Is de ruimte voldoende donker?
- Zijn beide draden van de batterijdoos goed in de gaatjes van het breadboard gestoken?
- Kun je vanaf de rode draad van de batterijdoos een stroomkring zien via de weerstand, naar de led, van de led naar de (linker pen van de) transistor en van de (rechter pen van de) transistor naar de zwarte draad van de batterijdoos?
- Kun je vanaf de linkerkant van de weerstand R2 een stroomkring zien naar middenste pen van de transistor en een aansluitdraad van de LDR en van de LDR naar de zwarte draad van de batterijdoos en naar de rechter pen van de transistor?
- Is de led goedom aangesloten?