Entwerfen eines Hell/Dunkel-Sensors für Motoren mit Transistor und LDR

Ich arbeite an einem Projekt, für das ich einen Motor ausschalten muss, wenn es dunkel ist. Ich sah mich um und fand einige Licht-/Dunkel-Erfassungsschaltkreise. Die meisten dieser Schaltungen verwenden jedoch eine LED, die sich je nach Anwendung einschaltet, wenn es hell oder dunkel ist. Ich habe mich gefragt, ob mir jemand helfen könnte, die Schaltung (Widerstandswerte) zu ändern, um die LED durch einen Motor zu ersetzen, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Hell/Dunkel-Erkennungsschaltkreis mit Motor

Es wäre hilfreich, wenn Sie die jeweiligen Berechnungen zeigen könnten :)

Antworten (3)

Ich muss einen Motor ausschalten, wenn es dunkel ist

Das Problem mit Ihrer Schaltung besteht darin, dass sie den Motor nicht ein- oder ausschaltet, wenn ein bestimmtes Maß an Dunkelheit / Licht erreicht wird. Stattdessen verlangsamt es den Motor allmählich, wenn das Licht schwächer wird, und umgekehrt, wenn das Licht zunimmt.

Idealerweise sollten Sie einen Komparator verwenden, um einen digitalen Ein / Aus-Ausgang zu erzeugen, wenn der LDR einen bestimmten Widerstand erreicht. Dies kann programmierbar gemacht werden, indem ein Potentiometer verwendet wird, das eine Schwellenspannung für den Komparator einstellt.

Nach dem Komparator verwenden Sie so etwas wie einen N-Kanal-MOSFET, um den Motor zu aktivieren. Etwas wie das: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das obige dient zum Ein- und Ausschalten einer Motorpumpe, wenn eine bestimmte Wassertemperatur erreicht ist - siehe Sensor LM335 - dieser kann (Topf und alles) durch einen LDR ersetzt werden. Sie brauchen nicht beide Erfassungskanäle, also würde ich einfach einen davon entfernen und den Topf intakt lassen, um den Schwellenwert einzustellen.

Dies ist der Link zu der Seite, auf der sich der Schaltplan befindet.

Sie möchten nicht, dass der Motor über einen bestimmten Bereich der Lichtstärke allmählich aus- und eingeschaltet wird. Das wäre schlecht für den Motor, wahrscheinlich nicht gut für das, was der Motor antreibt, und würde viel Verlustleistung im Transistor verursachen, der den Motor schaltet.

Sie benötigen Hyestersis , die eine "Schnappaktion" bietet. Außerdem wird der Ausschaltpunkt etwas dunkler als der Einschaltpunkt. Dadurch wird verhindert, dass das System um den Motor ruckelt, wenn das Licht direkt an der Schwelle steht, was zu unvermeidlichen Geräuschen führt.

Hier ist eine Schaltung, die funktionieren sollte:

In diesem Beispiel habe ich willkürlich 20 kΩ für den LDR-Wert an der Dunkelheitsschwelle ausgewählt, die der Motor ein-/ausschalten soll. Passen Sie R2 ein wenig an, um den Schwellenwert zu verschieben.

Q2 und Q1 verstärken nur das Helligkeitssignal um die BE-Schwelle von Q2. Jeder von ihnen invertiert, sodass der Ausgang von Q1 die gleiche Polarität wie das Helligkeitssignal an der Basis von Q2 hat. R5 leitet ein wenig von diesem Signal vom Ausgang zum Eingang, wodurch diese Schaltung eine Hysterese aufweist. Das resultierende 0–12-V-Digitalsignal wird an das Gate von Q3 angelegt, das dann den Motor entweder dauerhaft ein- oder dauerhaft ausschaltet.

Sie müssen am Motor einen Vorwiderstand hinzufügen, da er 7,2 V bei ~ 170 mA angibt. Dies verringert natürlich das Startdrehmoment, aber bei dieser Komplexitätsstufe kann nicht viel dagegen getan werden.
@Was: Die Spezifikation, die ich sehe, sagt 7,2 bis 12 V, daher sollte es nicht erforderlich sein, die Spannung zu senken.
@OlinLathrop: Gibt es eine Alternative zu IRFML8244trpbf? Ich habe mir das Datenblatt dieses ICs angesehen und festgestellt, dass es für die Oberflächenmontage ausgelegte Leitungen hat. Könnte ich es auf einem Brotbrett verwenden?
@Ehsa: Sie können immer Drähte an die Leitungen löten. Aber wirklich, Oberflächenmontage ist, wie so ziemlich alle Teile jetzt kommen, haben sie seit mindestens 15 Jahren. SMD-Teile nehmen weniger Platz ein, bieten Ihnen eine viel größere Auswahl an Optionen UND sind einfacher zu löten.

R2 ist der ehemalige LED-Widerstand und Sie brauchen ihn nicht mehr. Der Transistor ist ziemlich klein für eine solche Leistung, also könnten Sie einen zweiten in Darlington-Paar hinzufügen. Der Rest der Schaltung kann so bleiben wie er war.