lichtschranke elektronik

ELEKTRONIK
 Materialliste:
LICHTSCHRANKE
1 Widerstand 180 
1 Widerstand 4,7 k
1 Trimmwiderstand 4,7 k
1 Fotowiderstand
WINKLER - Nr. 100916
1 Leuchtdiode, rot
1 Transistoren NPN - BC 337
1 Glühlampe 3,8 V - 200 mA
1 Fassung E 10 mit 2 Lötstiften
 Was ist eine Lichtschranke:
Eine Lichtschranke ist ein lichtempfindlicher elektronischer Schalter. Fällt genug Licht auf den Fotowiderstand
(LDR), dann leuchtet die Leuchtdiode auf. Die Lichtempfindlichkeit ist mit dem Trimmwiderstand (P) einstellbar.
Zur akustischen Anzeige kann zwischen Ausgang (A) der Schaltung und dem Pluspol zusätzlich ein Minisummer
eingebaut werden. (Roter Draht an Plus!)
 Aufbau und Betrieb:
Mit den im Katalog angebotenen Aufbaupackungen kann die Schaltung entweder als Brettschaltung mit
Klemmschrauben oder als Kartonschaltung aufgebaut werden.
Für andere Schaltungsaufbauten (Brettschaltung mit Messingreißnägeln oder Lötstiften, Klemmfedern,
Lochstreifenplatine usw.) finden Sie Materialien beim WINKLER-Elektronikzubehör.
Beim Aufbau der Schaltung ist die entsprechende Anleitung zu befolgen. Achte bei der Leuchtdiode und beim
Transistor auf den richtigen Einbau und knicke die Anschlussdrähte der Bauteile nicht scharf am Gehäuse ab!
Die Schaltung wird mit einer 4,5 V Flachbatterie betrieben. Beim Anschluss der Batterie an die Schaltung ist auf
richtige Polung zu achten, da sonst Bauteile zerstört werden könnten. Funktioniert die fertige Schaltung nicht,
sofort die Batterie abklemmen und den Fehler systematisch suchen.
Häufige Fehlerquellen: Schlechte Klemm- oder Lötstellen, falsch eingesetzte Leuchtdiode oder Transistoren,
Batterie falsch gepolt, Bauteile wurden durch zu langes Löten zerstört ...
 Erklärung der Schaltzeichen und Bauteile:
Widerstand (R)
braun-grau-braun-gold ........................ Wert: 180 
gelb-lila-rot-gold .................................. Wert: 4700  = 4,7 k
Fotowiderstand (LDR)
Trimmwiderstand (P)
Transistor NPN - BC 337
Glühlampe (L)
Leuchtdiode (LED)
C ... Kollektor
B ... Basis
E ... Emitter
 Hinweise zum Verständnis der Schaltung:
Transistorschalter (Öffner):
Ein Transistor wirkt im Prinzip wie ein Schalter. Er lässt zwischen
Emitter (E) und Kollektor (C) nur Strom zur Leuchtdiode (LED) durch,
wenn seine Basis (B) über einen Vorwiderstand (4,7 k) einen
schwachen positiven Strom (mindestens + 0,7 V) erhält.
Achtung:
Basis nie ohne Vorwiderstand (mind. 1 k) an den
Pluspol hängen!
Der Widerstand 180  dient als Schutzwiderstand für die LED.
Eine rote LED verträgt nämlich nur eine Spannung von ca. 1,7 V
bei 20 mA.
Schließe daher nie eine LED direkt an eine 4,5 V - Batterie!
-1copyright Winkler Schulbedarf GmbH
www.winklerschulbedarf.com
Transistorschalter (Schließer):
Ist der Taster (Ta) in dieser Schaltung nicht gedrückt, bekommt der
Transistor über den Widerstand 4,7 k genug positiven Basisstrom
und schaltet durch  die LED leuchtet.
Wird aber der Taster (Ta) gedrückt, sperrt plötzlich der Transistor,
weil seine Basis nun über den geschlossenen Taster direkt mit dem
Minuspol verbunden ist. Erst nach dem Loslassen des Tasters
leuchtet die LED wieder auf, da die Basis des Transistors wieder
positiven Basisstrom erhält.
 Funktion der Lichtschranke (Hellschaltung):
Lichtschranke (Hellschaltung):
Stelle den Trimmwiderstand (P) mit einem kleinen Schraubendreher
so ein, dass die LED gerade noch leuchtet.
Das Licht der Glühlampe (L) fällt auf den LDR. Im beleuchteten
Zustand hat der LDR einen sehr kleinen Widerstand und lässt somit
genügend positiven Strom zur Basis des Transistors (T) durch  der
Transistor schaltet durch  die LED leuchtet.
Schiebt man nun ein Hindernis (z.B. Hand) zwischen das Lämpchen
und den LDR, erlischt die LED, weil der Transistor (T) nicht mehr
genügend positiven Basisstrom bekommt.
Erklärung: Der LDR und der Trimmwiderstand (P) bilden einen
Spannungsteiler. Je weniger Licht auf den LDR fällt, desto größer ist
sein Widerstand und umso mehr negativer Strom gelangt zur Basis,
was zu einem Sperren des Transistors führt.
Mit dem Trimmwiderstand (P) kann also die Lichtempfindlichkeit der
Schaltung beeinflusst werden.
Anwendungen der Lichtschranke in der Praxis:
 Arbeitsplatzsicherung bei gefährlichen Maschinen: Wird ein Lichtstrahl unterbrochen, so schaltet sich
die Maschine automatisch aus.
 Diebstahlsicherung: Ein LDR befindet sich z.B. hinter einem Bild. Wird es entfernt, fällt Licht auf den
LDR und der Alarm wird ausgelöst.
 Zeitmessung: Unterbricht ein Sportler den Lichtstrahl, wird die elektronische Uhr gestoppt.
 Automatischer Öffner für Rollläden: Wird der LDR am Morgen beleuchtet, so öffnen sich die Rollläden.
 Eine weitere Schaltung, die mit dem Bausatz gebaut werden kann:
Lichtschranke (Dunkelschaltung):
Bei der Lichtschranke in Dunkelschaltung befindet sich der LDR
zwischen dem Minuspol und dem Basisanschluss des Transistors.
Trifft genug Licht auf den LDR, so wird dessen Widerstand so gering,
dass die Basis des Transistors praktisch mit dem Minuspol
verbunden ist  der Transistor sperrt  die LED erlischt.
Dunkelt man den LDR ab, wird sein Widerstand sehr hoch und es
kann über den Trimmwiderstand (P) wieder genug positiver Strom
zur Basis des Transistors gelangen  die LED leuchtet wieder.
Auch bei dieser Schaltungsvariante kann die Lichtempfindlichkeit mit
dem Trimmwiderstand (P) eingestellt werden.
Anwendungen in der Praxis:
 Automatische Straßen- und Auslagenbeleuchtung: Bei einbrechender Dämmerung schaltet sich das
Licht automatisch ein und am Morgen wieder aus.
 Alarmanlage: Wird der Lichtstrahl unterbrochen, so wird über den Transistor eine Sirene in Betrieb
gesetzt.
-2copyright Winkler Schulbedarf GmbH
www.winklerschulbedarf.com