MOSFET je vrsta edinstvenega tranzistorja z učinkom polja. V primerjavi z BJT so ti tranzistorji naprave z napetostnim nadzorom, ker so BJT naprave s tokovnim nadzorom. Na splošno MOSFET vključuje tri terminale; vrata, vir in odtok medtem ko BJT vključuje bazo, zbiralnik in oddajnik. Kadarkoli je napetost uporabljena na priključku vrat, se lahko ustvari električno polje, ki preprosto nadzoruje pretok toka skozi kanal med dvema preostalima priključkoma, kot sta izvor in odvod, in tok ne teče iz priključka vrat v tranzistor. MOSFET-ji igrajo ključno vlogo pri izdelavi različnih vezij, kot so napetostni regulatorji , krmilniki hitrosti motorja, sončni sledilniki, stikala, ki se aktivirajo s svetlobo, in še veliko več. Ta članek obravnava, kako oblikovati stikalo, ki se aktivira s svetlobo, z MOSFET.
Svetlobno aktivirano stikalo z MOSFET
Glavni koncept tega vezja je oblikovati preprosto vezje za vklop/izklop bremena, kot je LED odvisno od jakosti svetlobe. Tukaj se obremenitev v vezju krmili preko MOSFET-a.
Zahtevane komponente
Zahtevane komponente za izdelavo tega svetlobno aktiviranega stikala z MOSFET vključujejo predvsem; IRFZ44N MOSFET, LDR, 4,5 Mohm upor , 12V LED trak Obremenitev in 9V baterijsko napajanje.
Svetlobno aktivirane stikalne povezave
Povezave svetlobno aktiviranega stikala z MOSFET-om so naslednje:
- Odvodni priključek IRFZ44N MOSFET je priključen na negativni priključek LED.
- Negativni priključek upora 4,5 Mohm je priključen na izvorni priključek MOSFET-a, pozitivni priključek pa na pozitivni priključek LED.
- Pozitivni priključek LDR je priključen na priključek vrat MOSFET-a, negativni priključek pa na izvorni priključek MOSFET-a.
- En terminal upora je povezan s pozitivnim priključkom baterije, priključek vrat pa z negativnim polom akumulatorja ali GND.
Delo
Nočna svetilka je zelo majhna električna svetilka, ki se uporablja za udobje v temnih območjih ali kjer nekatera področja postanejo temna ob določenem času, na primer v sili ali ponoči. MOSFET se uporablja za izdelavo domačega stikala, ki se aktivira s svetlobo. Svetlobna telesa z visoko učinkovitostjo je mogoče prilagoditi na podlagi številnih dejavnikov, kot so; razpoložljivost dnevne svetlobe ali zasedenost.
An LDR ali fotorezistor je spremenljivi upor, ki ga krmili svetloba. Funkcija tega upora je fotoprevodna, kar pomeni, da se upor spreminja glede na jakost svetlobe. Ko se intenzivnost svetlobe poveča, se upor LDR zmanjša. Na podlagi fotoprevodnosti se lahko prevodnost materiala poveča, ko se poveča intenzivnost vpadne svetlobe. Fotoprevodni materiali imajo takšne lastnosti, zato se uporabljajo v preklopnih vezjih, kot so vezja, ki se aktivirajo s svetlobo in temo, ter vezja detektorjev, občutljivih na svetlobo.
Od svetlobe odvisen upor je preprosto izdelan iz polprevodnika z visokim uporom. Ko imajo svetlobne kapljice na napravi zadostno visoko frekvenco, potem fotoni, ki se absorbirajo skozi polprevodnik, zagotovijo dovolj energije, da se vezani elektroni premaknejo v prevodni pas. Tako bodo nastali elektroni prevajali elektriko, da zmanjšajo upor. LDR v tem vezju mora biti priključen zunaj, ker mora biti njegova zaznavna površina izpostavljena območju okolja, od koder je potrebna raven svetlobe za zaznavanje.
Fotoobčutljivost fotoupora lahko zelo niha glede na temperaturo okolice. Poleg tega bodo ti upori pokazali nekaj zakasnitve običajno 10 msec ali manj ali med izpostavljenostjo svetlobi in kasnejšim padcem upora.
V zgornjem vezju je LDR (od svetlobe odvisen upor) spremenljivi upor, katerega vrednost upora se zmanjša s povečanjem intenzivnosti vpadne svetlobe. Glede na intenzivnost svetlobe bo vezje VKLOPILo ali IZKLOPILo LED, kar pomeni, da ko LDR zazna visoko intenzivnost svetlobe, se bo LED samodejno izklopila in pri nizki intenzivnosti svetlobe se bo LED vklopila. Tukaj lahko obremenitvi podobno LED krmilimo s pomočjo MOSFET-a. To preprosto stikalo, ki se aktivira s svetlobo, samodejno deluje tako, da ponoči VKLOPI luč in podnevi IZKLOPI. Stikalo, ki se aktivira s svetlobo, je cenejše in zelo učinkovito, če ga uporabljate vsakodnevno za avtomatizacijo doma, vrta itd.
Prednosti in slabosti
The prednosti stikala, ki se aktivira s svetlobo vključujejo naslednje.
- Ta vezja ne potrebujejo ročnega upravljanja.
- To vezje porabi manj energije.
- To vezje je zelo enostavno oblikovati z uporabo manj komponent.
- Razmerje odpornosti med svetlobo in temo LDR v vezju je visoko.
The slabosti stikala, ki se aktivira s svetlobo vključujejo naslednje.
- Med uporabo tega vezja je potrebna previdnost.
- Spektralni odziv LDR v tem vezju je ozek.
- Temperaturna stabilnost tega vezja je nizka.
- Sprememba vrednosti upora LDR ima zakasnitev, ker če gre iz temnega v svetlo ali iz svetlega v temno, omejuje uporabo LDR povsod, kjer se signal svetlobe hitro spremeni.
Aplikacije
The aplikacije stikala, ki se aktivira s svetlobo vključujejo naslednje.
- Svetlobno aktivirano stikalno vezje se uporablja v varnostnih aplikacijah, kjer je nad uporom, ki je odvisen od svetlobe, temno, nato pa preneha svetiti.
- To vezje je zelo koristno pri vklopu luči, kadar zasveti od svetlobe odvisen upor. LDR bo imel največji upor v temi, na svetlobi pa nizek upor.
- Ta vezja se uporabljajo v vrtnih svetilkah za samodejni vklop ponoči.
- Ta vezja se uporabljajo v alarmih predalov, ki se oglasijo, ko se odpre temen predal.
- To vezje se uporablja za IZKLOP določene svetilke (ali) skupine svetilk kot odgovor na različne ravni svetlobe okolice.
- To vezje se lahko uporablja tudi kot avtomatski sistem krmiljenja ulične luči.
