根据夜晚/白天使LED保持点亮或熄灭的基本电路


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如何在夜间或白天使用基本电子设备打开或关闭LED(不在中间)?我在下面创建了电路,但它只发光而在黑暗中变暗。

这是我的尝试

光线照射时,光敏电阻约为3kΩ;黑暗时,约为1MΩ。

我希望我的LED在夜间发光,在白天熄灭。

实现此目的最简单的方法是什么?

Answers:


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当光敏电阻处于高阻状态时,您需要点亮LED。因此,用固定电阻器R3代替光敏电阻,以提供基极电流以导通晶体管。

然后,您需要在光线照亮时关闭LED,并且光敏电阻的电阻低。因此,将光敏电阻从基极接地。

现在,当其电阻足够低时,它将使R2的电流流至地,并使基极电压保持在0.6V以下,从而关闭晶体管。

说,我们的目标是将基极电压降低到0.3V,为3kΩ。那么0.3V / 3k = I = 0.1ma。然后,R3必须将剩余电压4.7V降至0.1ma,因此R3应该为47k。

现在,当光电池电阻超过6 kmhms时,晶体管将开始导通。如果仍然太亮,请增加R2。

在示意图中回答

原理图


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您也可以在该电路中添加快动(迟滞)功能。添加一个PNP晶体管,其发射极为+ 5V。在R1和LED2的基极与结之间连接一个100K电阻。从集电极到NPN的基极连接另一个电阻。最后一个电阻的值将决定磁滞量。从100K开始,然后从那里进行实验。
Dave Tweed

原理图做得好!我更新了答案,以调用新的电阻器R3来匹配原理图。请注意,其值应为47K或该数字附近。@Dave T:添加迟滞(快速动作)的好主意。
Brian Drummond 2013年

该电路不起作用。OP表示,R2在发光时约为3 kOhm。仍然比该电路关闭晶体管并因此关闭LED所需的电压高得多。同样,LED会变得很暗,因为它的电流小于1.5 mA。
奥林·拉斯罗普

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@Olin:读取R3的注释值。您是正确的,原理图上的2.2K是错误的,但是我没有在上面放置原理图。一个高效率的LED可以满足1.5ma的某些目的的亮度。如果不是,OP可以降低R1来解决该问题。
Brian Drummond 2013年

不,我不必阅读评论。我现在看到您提到R3应该为47 kOhms,但这不是原理图所说的。同样,您只能在LED电流受晶体管增益限制之前减小R1。完全关断R3和R2的电流为47 kOhm时,您可获得94 uA的基本电流。在100增益下支持9.4 mA LED电流。这可能很不错,但是那时您还失去了门槛,并且仍然没有OP要求的快速动作。基本上,该电路不符合规格。
奥林·拉斯洛普

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逻辑在您的电路中是反相的。光电电阻在黑暗时具有较高的电阻,因此,黑暗时电流较小,而明亮时电流较大。这意味着您需要在LDR电流和LED电流之间求反,因为您希望LED在黑暗时发光。

由于您希望LED处于全开或全关状态,因此您需要以设定点为中心的高增益,或者更好的是稍微滞后。

因此,总而言之,您需要反转的东西并具有一些滞后作用。用运算放大器很容易做到这一点。我不知道您是否考虑“基本电子产品”。

我现在必须逃跑,但是今晚晚些时候或明天早上我可以提供电路。

添加:

我回来了,所以现在可以张贴一张我之前仅有时间简短讨论的示意图。

该电路在黑暗时将点亮LED,它将在全开和全关之间切换,并且可以将LED驱动至全亮度。最后两个是其他单晶体管解决方案无法做到的。

R1和R2形成一个分压器。该电压随着R2的上升而上升,这意味着在黑暗时电压会更高。当该电压达到约500或600 mV时,少量电流流过Q2的基极。这导致更多的电流流过其集电极,然后又流过Q1的基极。这允许更多的电流流过Q1的集电极,从而使LED点亮。根据显示的值,导通时LED电流将接近20 mA,这是大多数普通分立LED的极限。如果您想要更少的LED电流,则使R4更大。

R3提供了一些正反馈,也称为磁滞。它仅从Q2的基极增加或减去一个小电流,但是当光水平刚好在开和关之间的阈值时,足以使整个电路向一侧或另一侧倾斜。请注意,当电流流过LED时,它如何使Q2导通更多。这就是提供快速动作的原因。

R5只是为了限制Q1基极电流。如果没有它,则Q1基极电流将仅受Q2增益的限制。依靠晶体管的最大增益不是一个好主意。它很少指定,并且可能比保证的最小增益大很多倍。选择R5的值仍然允许足够的Q1基极电流,以便Q1可以在20 mA的最大LED电流下达到饱和。

R1调整电路跳闸的照明水平。较低的值将使阈值移向亮,较高的值将移向黑暗。


2N4401与2N4403有何不同?我可以使用两个2N4403吗?
Alexander Solovets 2014年

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@Alexa:最粗略的看一下数据表,甚至只是上面的示意图都显示2N4401是NPN和2N4403 PNP。不,它们不能互换。
奥林·拉斯罗普
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