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Sensorschaltungen – Spannungsteiler mit LDR und Heißleiter

TechnikElektronik und MikrocontrollerAlter 13–14

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Ein Spannungsteiler aus einem Sensor (Fotowiderstand LDR oder Heißleiter NTC) und einem Stellwiderstand liefert eine Spannung Vout, die einen Transistor oder einen Komparator steuert und so eine LED, einen Lüfter oder einen Summer schaltet. Verschieben Sie den Licht- oder Temperaturregler und beobachten Sie, wie sich Sensorwiderstand, Vout und Laststrom ändern; Diagramme zeigen die Kennlinie des Sensors und Vout mit der Schaltschwelle. Tauschen Sie den Sensor zwischen oberem und unterem Teil des Teilers, um das Verhalten umzukehren: Dämmerungs- oder Helligkeitsschalter, Kälte- oder Überhitzungsalarm.

Lektion: Sensorschaltungen: Spannungsteiler mit LDR oder Heißleiter, geschaltet über Transistor oder Komparator

Was sie zeigt

Automatische Nachtlichter, Lüfter, die bei Wärme anlaufen, und Frostwarner beruhen auf einem Spannungsteiler. Ein Sensor, dessen Widerstand sich mit Licht oder Temperatur ändert, liegt in Reihe mit einem Stellwiderstand, und die Spannung am Mittelpunkt, Vout = Vs × Runten / (Roben + Runten), steuert einen Schalter. Ein Transistor beginnt zu leiten, wenn seine Basis etwa 0,7 V erreicht; ein Komparator schaltet, wenn Vout eine Referenzspannung überschreitet. Sitzt der Sensor oben statt unten, kehrt sich die Wirkung um, und der Stellwiderstand legt die Schwelle fest.

So funktioniert es

Wählen Sie Sensor, Lage des Sensors, Schaltelement und Last. Verschieben Sie den Regler Licht oder Temperatur oder ziehen Sie über eines der Diagramme und beobachten Sie Sensorwiderstand, Vout und Laststrom. Mit Stellwiderstand verschieben Sie die Schwelle, mit Versorgung Vs ändern Sie die Spannung. Klicken Sie auf Sensor tauschen ↕, um das Verhalten der Schaltung umzukehren.

Einstellbare Parameter

  • Sensor Fotowiderstand (LDR), Heißleiter (NTC)
  • Lage des Sensors im Teiler Unten (zwischen Vout und 0 V), Oben (zwischen +Vs und Vout)
  • Wert des Stellwiderstands 0,1–100 kΩ
  • Versorgungsspannung Vs 5–12 V
  • Last LED, Lüfter, Summer
  • Schaltelement NPN-Transistor, Komparator

Fragen zum Erkunden

  1. Warum schaltet die Lampe bei Dunkelheit ein, wenn der LDR im unteren Teil des Spannungsteilers sitzt?
  2. Soll die Lampe in der Dämmerung früher einschalten: Müssen Sie den Stellwiderstand erhöhen oder verringern?
  3. Welchen Widerstand hat der Sensor beim Komparator im Schaltpunkt, und warum?

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