Светлинно активиран превключвател с MOSFET

MOSFET е вид уникален транзистор с полеви ефекти. В сравнение с BJT, тези транзистори са устройства с управление на напрежението, тъй като BJT са устройства с управление на тока. Като цяло MOSFET включва три терминала; порта, източник и изтичане като има предвид, че BJT включва база, колектор и емитер. Всеки път, когато напрежението се приложи към клемата на портата, тогава може да се създаде електрическо поле, което просто контролира потока на ток през целия канал между двата останали терминала като източник и изтичане и токът не тече от клемата на вратата в транзистор. MOSFETs играят ключова роля в създаването на различни вериги като регулатори на напрежението , регулатори на скоростта на двигателя, соларни тракери, светлинно активирани превключватели и много други. Тази статия обсъжда как да проектирате светлинно активиран ключ с MOSFET.

Светлинно активиран ключ с MOSFET

Основната концепция на тази схема е да се проектира проста схема за включване/изключване на товар като LED в зависимост от интензитета на светлината. Тук натоварването във веригата се контролира чрез MOSFET.

Необходими компоненти

Необходимите компоненти за направата на този светлинно активиран превключвател с MOSFET включват основно; IRFZ44N MOSFET, LDR, 4.5Mohm Резистор , 12V LED лента Захранване и 9V батерия Захранване.

Светлинно активирани превключватели

Връзките на светлинно активирания ключ с MOSFET следват както следва;

• Дренажният извод на IRFZ44N MOSFET е свързан към отрицателния извод на светодиода.
• Отрицателният извод на резистора 4,5 Mohm е свързан към изходния извод на MOSFET, а положителният извод е свързан към положителния извод на LED.
• Положителният извод на LDR е свързан към изходния извод на MOSFET, а отрицателният извод е към изходния извод на MOSFET.
• Единият извод на резистора е свързан към положителния извод на батерията, а изводът на портата е даден към отрицателния извод на батерията или GND.

Работещ

Нощната лампа е много малко електрическо осветително тяло, използвано за осигуряване на удобство в тъмни зони или където някои зони стават тъмни в определени моменти, като при спешни случаи или през нощта. MOSFET се използва за направата на домашен ключ, активиран от светлина. Осветителните тела с висока ефективност могат да се регулират въз основа на много фактори като; наличие на дневна светлина или заетост.

Ан LDR или фоторезисторът е променлив резистор, който се управлява от светлина. Функцията на този резистор е фотопроводима, което означава, че съпротивлението ще се променя в зависимост от интензитета на светлината. Когато интензитетът на светлината се увеличи, съпротивлението на LDR ще намалее. Въз основа на фотопроводимостта, проводимостта на материала може да бъде подобрена, след като се увеличи интензитетът на падащата светлина. Фотопроводимите материали проявяват такъв вид свойство, така че това се използва в превключващи вериги като светло и тъмно активирани и също светлочувствителни вериги на детектори.

Резистор, зависим от светлина, просто се прави с полупроводник с високо съпротивление. Когато светлинните капки върху устройството имат достатъчна висока честота, тогава фотоните, които се абсорбират през полупроводника, осигуряват достатъчно енергия за свързаните електрони, за да се преместят в проводящата лента. Така че получените електрони ще провеждат електричество, за да намалят съпротивлението. LDR в тази верига трябва да бъде свързан отвън, тъй като неговата сензорна повърхност трябва да бъде изложена на околния регион, откъдето е необходимо да се открие нивото на светлина.

Фоточувствителността на фоторезистора може да варира много в зависимост от околната температура. В допълнение, тези резистори ще показват известно забавяне обикновено 10 msec или по-малко или между излагането на светлина до последващото спадане на съпротивлението.

В горната схема LDR (светлозависим резистор) е променлив резистор, чиято стойност на съпротивление се намалява чрез увеличаване на интензитета на падащата светлина. Въз основа на интензитета на светлината, веригата ще ВКЛЮЧИ или ИЗКЛЮЧИ светодиод, което означава, че когато LDR открие висок интензитет на светлината, тогава светодиодът ще се изключи автоматично и при нисък интензитет на светлината, светодиодът ще се включи. Тук подобният на товар светодиод може да се управлява с помощта на MOSFET. Този прост превключвател, активиран от светлина, работи автоматично, като ВКЛЮЧВА светлината през нощта и ИЗКЛЮЧВА през деня. Превключвателят, активиран със светлина, е по-евтин и много ефективен, когато се използва ежедневно за автоматизиране на вашия дом, градина и т.н.

Предимства недостатъци

The предимства на превключвателя, активиран от светлина включват следното.

• Тези вериги не се нуждаят от ръчно управление.
• Тази верига консумира по-малко енергия.
• Тази схема е много проста за проектиране, като се използват по-малко компоненти.
• Съотношението на съпротивление светлина-тъмно на LDR във веригата е високо.

The недостатъци на светлинно активирания превключвател включват следното.

• При работа с тази верига трябва да се внимава.
• Спектралната реакция на LDR в тази верига е тясна.
• Температурната стабилност на тази верига е ниска.
• Вариацията на стойността на съпротивлението на LDR има забавяне, защото ако преминава от тъмно към светло или от светло към тъмно, тогава ограничава използването на LDR навсякъде, където светлинният сигнал се променя бързо.

Приложения

The приложения на светлинно активиран превключвател включват следното.

• Веригата на светлинно активиран превключвател се използва в приложения за сигурност, където има тъмнина над зависимия от светлина резистор, след което той спира да свети.
• Тази схема е много полезна при включване на светлината, когато зависимият от светлина резистор свети. LDR ще има максимално съпротивление в тъмнината, а на светлина ще има ниско съпротивление.
• Тези вериги се използват в градинските лампи за автоматично включване през нощта.
• Тези вериги се използват в аларми за чекмеджета, които звучат, когато се отвори тъмно чекмедже.
• Тази верига се използва за изключване на определена лампа (или) група от лампи в отговор на различните нива на околна светлина.
• Тази схема може да се използва и като автоматична система за контрол на уличното осветление.