Schakelen met licht: LDR switch

Een LDR (Light-Dependent Resistor) is -zoals de naam al doet vermoeden- een lichtgevoelige weerstand. Hier is een eenvoudig schemaatje van een LDR switch, waarmee je een LED kan schakelen als het donker wordt. De LED gaat geleidelijk aan als het gaat schemeren. Met de potmeter RV1 kan de grens ingesteld worden.

Uitleg schema:
De potmeter plus R1 vormt samen met de LDR een spanningsdeler. De spanning op R3 kan dus op twee manieren variëren: door de potmeter te draaien, of door de LDR waarde te veranderen met de hoeveelheid licht. Het is een kwestie van balanceren.

R1 is maar 1k (1000Ω), dus die is in verhouding tot de potmeter van 50k nihil. Toch is deze belangrijk: als de LDR veel licht ontvangt, dan wordt zijn weerstandswaarde laag. Draai je op dat moment de potmeter ook op een lage weerstand, dan gaat er een erg grote stroom lopen en krijg je de ‘magic smoke’!  R1 begrenst de maximale toegelaten stroom.

Bij veel licht is de weerstand van de LDR laag. Daardoor is ook de spanning op R3 laag en zal de transistor niet openen. Neemt de lichtsterkte af, dan zal de LDR weerstand verhogen en de spanning op R3 toenemen. Boven 0,7V zal er een kleine stroom gaan lopen, omdat de Basis (2) van de transistor dan in geleiding komt. Kenmerkend aan een transistor is, dat dan ook een geleiding komt tussen de Collector (1) en de Emitter (3). Dus gaat er ook stroom lopen door de LED en R4.

Reden van R3: de Basis-Emitter doorgang van een transistor is een soort diode. Deze gaat geleiden boven ca. 0,7V. De weertand R3 is een stroombegrenzing. Deze vangt ook alle spanning af hoger dan 0,7V. Leuk onderzoekje; is R3 eigenlijk overbodig in dit schema? Probeer eens uit.

Reden van R4: door een LED (Light Emitting Diode) mag maar een maximale stroom lopen. Boven ca. 2V komt de LED (ook een soort diode) in geleiding. Wij bieden 9V aan, dus moet de restspanning (ca. 7V) worden opgevangen door R4 om de stroom te beperken. De keuze van de weerstandswaarde hangt dus af van twee dingen: de gekozen voeding/batterijspanning en de stroom die door de LED mag lopen.

Opmerkingen en andere toepassingen:
Er kan ook een BC546 gebruikt worden (waar er veel van liggen in de bakjes bij DJO Amersfoort). Dit schema werkt nu op 9V, maar kan omgerekend worden naar 5V. Schakelen van een TTL input kan met toevoeging van bijvoorbeeld een Schmitt-trigger of andere logic oplossing. Veel TTL ingangen hebben van zichzelf al enige hysteresis, dus dan heb je geen Schmitt-trigger meer nodig. Ook kan een relais geschakeld worden door R4 en de LED te vervangen. Zet deze dan wel op een vaste voeding en plaats een blusdiode in sper over de relaisspoel. Kies ook een relais die past bij de voedingsspanning.

Geef een reactie