A MOSFET egy egyedi térhatású tranzisztor típus. A BJT-ekhez képest ezek a tranzisztorok feszültségvezérelt eszközök, mivel a BJT-k áramvezérelt eszközök. Általában a MOSFET három terminált tartalmaz; kapu, forrás és lefolyó mivel BJT magában foglalja a bázist, a kollektort és az emittert. Amikor feszültséget kapcsolunk a kapu kivezetésére, akkor létrejöhet egy elektromos mező, amely egyszerűen szabályozza az áram áramlását a csatornában a két fennmaradó kapocs között, például a forrás és a lefolyó között, és az áram nem folyik a kapu termináljából a tranzisztor. A MOSFET-ek kulcsszerepet játszanak a különböző áramkörök hasonló kialakításában feszültségszabályozók , motorsebesség-szabályozók, napelemes nyomkövetők, fénnyel aktivált kapcsolók és még sok más. Ez a cikk azt tárgyalja, hogyan lehet megtervezni a fényvezérelt kapcsolót MOSFET-tel.
Fénykapcsoló MOSFET-tel
Ennek az áramkörnek a fő koncepciója egy egyszerű áramkör megtervezése a terhelés be- és kikapcsolására, mint pl VEZETTE a fény intenzitásától függően. Itt az áramkör terhelését MOSFET-en keresztül vezérlik.
Szükséges komponensek
Ennek a MOSFET-tel ellátott, világítással működtetett kapcsolónak az elkészítéséhez szükséges alkatrészek főként a következők: IRFZ44N MOSFET, LDR, 4,5 Mohm Ellenállás , 12V LED szalag Load, és 9V akkumulátor Tápellátás.
Fénnyel aktivált kapcsoló csatlakozások
A fényvezérelt kapcsoló MOSFET-tel való bekötése a következőképpen történik;
- Az IRFZ44N MOSFET leeresztő terminálja a LED negatív kapcsához csatlakozik.
- A 4,5 Mohm-os ellenállás negatív kivezetése a MOSFET forráskapcsához, a pozitív kapcsa pedig a LED pozitív kivezetéséhez csatlakozik.
- Az LDR pozitív kivezetése a MOSFET kaputermináljához, a negatív terminál pedig a MOSFET forráskapcsához csatlakozik.
- Az ellenállás egyik pólusa az akkumulátor pozitív pólusához, a kapu pedig az akkumulátor vagy a GND negatív pólusához kapcsolódik.
Dolgozó
Az éjszakai lámpa egy nagyon kicsi elektromos világítótest, amelyet arra használnak, hogy kényelmet biztosítson a sötét területeken, vagy ahol bizonyos területek bizonyos időpontokban, például vészhelyzetben vagy éjszaka elsötétülnek. A MOSFET-et házilag, világítással aktiválható kapcsoló készítésére használják. A nagy hatásfokú világítótestek számos tényező alapján állíthatók, mint pl. a nappali fény elérhetősége vagy a foglaltság.
An LDR vagy a fotoellenállás egy változó ellenállás, amelyet fénnyel vezérelnek. Ennek az ellenállásnak a funkciója fotovezető, ami azt jelenti, hogy az ellenállás a fény intenzitásától függően változik. Ha a fény intenzitása nő, az LDR ellenállása csökken. A fényvezető képesség alapján az anyag vezetőképessége növelhető, ha a beeső fény intenzitását növeljük. A fényvezető anyagok ilyen tulajdonságokkal rendelkeznek, ezért ezt használják olyan kapcsolóáramkörökben, mint a fény és sötét aktiválás, valamint a fényérzékeny érzékelő áramkörök.
A fényfüggő ellenállás egyszerűen nagy ellenállású félvezetővel készül. Ha az eszközön lévő fénycseppek elég nagy frekvenciájúak, akkor a félvezetőn keresztül elnyelt fotonok elegendő energiát biztosítanak a megkötött elektronok számára, hogy a vezetési sávba mozogjanak. Tehát a keletkező elektronok elektromosságot vezetnek, hogy csökkentsék az ellenállást. Ebben az áramkörben az LDR-t kívül kell csatlakoztatni, mert az érzékelő felületének ki kell téve a környezeti tartományba, ahonnan a fényszint észleléséhez szükséges.
A fotoellenállás fényérzékenysége nagyon ingadozhat a környező hőmérséklet függvényében. Ezenkívül ezek az ellenállások némi késleltetést mutatnak, általában 10 msec vagy az alatt, vagy a fényexpozíció és az azt követő ellenállásesés között.
A fenti áramkörben az LDR (fényfüggő ellenállás) egy változó ellenállás, amelynek ellenállásértékét csökkentjük a beeső fény intenzitásának növelésével. A fény intenzitásától függően az áramkör be- vagy kikapcsol egy LED-et, ami azt jelenti, hogy amikor az LDR nagy fényintenzitást észlel, a LED automatikusan kikapcsol, és alacsony fényintenzitás esetén a LED bekapcsol. Itt MOSFET segítségével vezérelhető a terhelésszerű LED. Ez az egyszerű, világítással aktiválható kapcsoló automatikusan úgy működik, hogy éjszaka BE, nappal pedig KI kapcsolja a lámpát. A fénnyel működtetett kapcsoló olcsóbb és nagyon hatékony, ha naponta automatizálja otthonát, kertjét stb.
Előnyök hátrányok
A a fénykapcsoló előnyei a következőket tartalmazzák.
- Ezek az áramkörök nem igényelnek kézi működtetést.
- Ez az áramkör kevesebb energiát fogyaszt.
- Ez az áramkör nagyon egyszerűen megtervezhető kevesebb alkatrész felhasználásával.
- Az LDR fény-sötét ellenállás aránya az áramkörben magas.
A a fénnyel működtetett kapcsoló hátrányai a következőket tartalmazzák.
- Az áramkör működtetése során óvatosnak kell lenni.
- Az LDR spektrális válasza ebben az áramkörben szűk.
- Ennek az áramkörnek a hőmérsékleti stabilitása alacsony.
- Az LDR ellenállás értékének változása késleltetett, mert ha sötétről világosra vagy világosról sötétre megy, akkor korlátozza az LDR használatát, ahol a fényjel gyorsan változik.
Alkalmazások
A fénnyel működtetett kapcsoló alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- A fénnyel aktivált kapcsolóáramkört biztonsági alkalmazásokban használják, ahol a fényfüggő ellenállás felett sötétség van, majd leállítja a világítást.
- Ez az áramkör nagyon hasznos a fény bekapcsolásához, amikor a fényfüggő ellenállás világít. Az LDR maximális ellenállása a sötétben és a fényben, alacsony lesz.
- Ezeket az áramköröket a kerti lámpákban használják arra, hogy éjszaka automatikusan bekapcsoljanak.
- Ezeket az áramköröket fiókriasztásokban használják, amelyek megszólalnak, ha egy sötét fiókot kinyitnak.
- Ez az áramkör egy adott lámpa (vagy lámpacsoport) kikapcsolására szolgál válaszul a környezeti fény különböző szintjeire.
- Ez az áramkör automatikus utcai világításvezérlő rendszerként is használható.
