Lichtaktivierter Schalter mit MOSFET

MOSFET ist eine Art einzigartiger Feldeffekttransistor. Im Vergleich zu BJTs sind diese Transistoren spannungsgesteuerte Geräte, da BJTs stromgesteuerte Geräte sind. Im Allgemeinen umfasst ein MOSFET drei Anschlüsse; Gate, Source und Drain BJT umfasst Basis, Kollektor und Emitter. Immer wenn die Spannung an den Gate-Anschluss angelegt wird, kann ein elektrisches Feld erzeugt werden, das einfach den Stromfluss durch den Kanal zwischen den beiden verbleibenden Anschlüssen wie Source und Drain steuert und kein Strom vom Gate-Anschluss in den Kanal fließt Transistor. MOSFETs spielen eine Schlüsselrolle bei der Herstellung verschiedener Schaltkreise Spannungsregler , Motordrehzahlregler, Solartracker, lichtaktivierte Schalter und vieles mehr. In diesem Artikel wird erläutert, wie man einen lichtaktivierten Schalter mit MOSFET entwirft.

Lichtaktivierter Schalter mit MOSFET

Das Hauptkonzept dieser Schaltung besteht darin, eine einfache Schaltung zum Ein- und Ausschalten einer Last wie einer zu entwerfen LED abhängig von der Lichtintensität. Hier wird die Last im Stromkreis über einen MOSFET gesteuert.

Erforderliche Komponenten

Zu den erforderlichen Komponenten zur Herstellung dieses lichtaktivierten Schalters mit MOSFET gehören hauptsächlich: IRFZ44N MOSFET, LDR, 4,5 MOhm Widerstand , 12-V-LED-Streifenlast und 9-V-Batterie-Stromversorgung.

Lichtaktivierte Schalterverbindungen

Die Anschlüsse des lichtaktivierten Schalters mit MOSFET folgen wie folgt:

• Der Drain-Anschluss des IRFZ44N-MOSFET ist mit dem Minuspol der LED verbunden.
• Der Minuspol des 4,5-MOhm-Widerstands ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET verbunden und der Pluspol ist mit dem Pluspol der LED verbunden.
• Der positive LDR-Anschluss ist mit dem Gate-Anschluss des MOSFET verbunden und der negative Anschluss ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET verbunden.
• Der eine Anschluss des Widerstands ist mit dem Pluspol der Batterie verbunden und der Gate-Anschluss ist mit dem Minuspol der Batterie oder GND verbunden.

Arbeiten

Ein Nachtlicht ist eine sehr kleine elektrische Leuchte, die in dunklen Bereichen oder dort, wo es zu bestimmten Zeiten dunkel wird, beispielsweise im Notfall oder nachts, für Komfort sorgt. Der MOSFET wird zur Herstellung eines selbstgebauten lichtaktivierten Schalters verwendet. Die Beleuchtungskörper mit hoher Effizienz können basierend auf vielen Faktoren angepasst werden, wie z. Verfügbarkeit von Tageslicht oder Belegung.

Ein LDR oder Fotowiderstand ist ein variabler Widerstand, der durch Licht gesteuert wird. Die Funktion dieses Widerstands ist fotoleitend, was bedeutet, dass sich der Widerstand je nach Lichtintensität ändert. Wenn die Lichtintensität zunimmt, nimmt der Widerstand von LDR ab. Basierend auf der Photoleitfähigkeit kann die Leitfähigkeit eines Materials erhöht werden, sobald die Intensität des einfallenden Lichts erhöht wird. Fotoleitende Materialien weisen eine solche Eigenschaft auf und werden daher in Schaltkreisen wie hell- und dunkelaktivierten Schaltkreisen und auch in lichtempfindlichen Detektorschaltkreisen verwendet.

Ein lichtabhängiger Widerstand wird einfach aus einem hochohmigen Halbleiter hergestellt. Wenn Lichttropfen auf dem Gerät eine ausreichend hohe Frequenz haben, liefern Photonen, die durch den Halbleiter absorbiert werden, ausreichend Energie, um gebundene Elektronen in das Leitungsband zu bewegen. Die resultierenden Elektronen leiten also Elektrizität und verringern so den Widerstand. Der LDR in diesem Schaltkreis muss außen angeschlossen werden, da seine Sensoroberfläche dem Umgebungsbereich ausgesetzt sein muss, von dem aus der Lichtpegel erfasst werden muss.

Die Lichtempfindlichkeit des Fotowiderstands kann je nach Umgebungstemperatur stark schwanken. Darüber hinaus zeigen diese Widerstände eine gewisse Verzögerung, normalerweise 10 ms oder weniger, oder zwischen der Lichteinwirkung und dem anschließenden Abfall des Widerstands.

In der obigen Schaltung ist ein LDR (lichtabhängiger Widerstand) ein variabler Widerstand, dessen Widerstandswert durch Erhöhen der Intensität des einfallenden Lichts verringert wird. Basierend auf der Lichtintensität schaltet der Schaltkreis eine LED ein oder aus. Das heißt, wenn der LDR eine hohe Lichtintensität erkennt, schaltet sich die LED automatisch aus und bei niedriger Lichtintensität schaltet sich die LED ein. Hier kann die lastartige LED mit Hilfe eines MOSFET angesteuert werden. Dieser einfache lichtaktivierte Schalter funktioniert automatisch, indem er das Licht nachts einschaltet und tagsüber ausschaltet. Der lichtaktivierte Schalter ist kostengünstiger und sehr effektiv, wenn er täglich zur Automatisierung Ihres Hauses, Gartens usw. verwendet wird.

Vorteile Nachteile

Der Vorteile des Lichtschalters das Folgende einschließen.

• Diese Schaltkreise benötigen keine manuelle Bedienung.
• Diese Schaltung verbraucht weniger Strom.
• Diese Schaltung ist mit weniger Komponenten sehr einfach zu entwerfen.
• Das Hell-Dunkel-Widerstandsverhältnis von LDR in der Schaltung ist hoch.

Der Nachteile des lichtaktivierten Schalters das Folgende einschließen.

• Beim Betrieb dieser Schaltung ist Vorsicht geboten.
• Die spektrale Empfindlichkeit von LDR in dieser Schaltung ist schmal.
• Die Temperaturstabilität dieser Schaltung ist gering.
• Die Änderung des Widerstandswerts von LDR hat eine Verzögerung, denn wenn er von dunkel nach hell oder von hell nach dunkel wechselt, wird die LDR-Nutzung überall dort eingeschränkt, wo sich das Lichtsignal schnell ändert.

Anwendungen

Der Anwendungen von lichtaktivierten Schaltern das Folgende einschließen.

• Der lichtaktivierte Schaltkreis wird in Sicherheitsanwendungen verwendet, bei denen über dem lichtabhängigen Widerstand Dunkelheit herrscht und die Beleuchtung dann stoppt.
• Diese Schaltung ist sehr hilfreich beim Einschalten des Lichts, wenn der lichtabhängige Widerstand aufleuchtet. Der LDR hat in der Dunkelheit den maximalen Widerstand und im Licht einen geringen Widerstand.
• Diese Schaltkreise werden in Gartenlampen verwendet, um sich nachts automatisch einzuschalten.
• Diese Schaltkreise werden in Schubladenalarmen verwendet, die ertönen, sobald eine dunkle Schublade geöffnet wird.
• Diese Schaltung wird verwendet, um eine bestimmte Lampe (oder eine Gruppe von Lampen) als Reaktion auf die unterschiedlichen Umgebungslichtstärken auszuschalten.
• Diese Schaltung kann auch als automatisches Straßenlaternensteuerungssystem verwendet werden.