Ljusaktiverad switch med MOSFET

MOSFET är en typ av unik fälteffekttransistor. Jämfört med BJT är dessa transistorer spänningsstyrda enheter eftersom BJT är strömstyrda enheter. I allmänhet inkluderar MOSFET tre terminaler; grind, källa och avlopp BJT inkluderar bas, uppsamlare och sändare. Närhelst spänningen appliceras på gateterminalen kan ett elektriskt fält skapas som helt enkelt styr strömflödet genom kanalen mellan de två återstående terminalerna som source & drain och ström flödar inte från gateterminalen till transistor. MOSFET spelar en nyckelroll i att göra olika kretsar som spänningsregulatorer , motorhastighetsregulatorer, solspårare, ljusaktiverade strömbrytare och många fler. Den här artikeln diskuterar hur man designar en ljusaktiverad strömbrytare med MOSFET.

Ljusaktiverad strömbrytare med MOSFET

Huvudkonceptet för denna krets är att designa en enkel krets för att slå PÅ/AV en belastning som en LED beroende på ljusintensiteten. Här styrs belastningen i kretsen genom en MOSFET.

Nödvändiga komponenter

De komponenter som krävs för att göra denna ljusaktiverade switch med MOSFET inkluderar huvudsakligen; IRFZ44N MOSFET, LDR, 4,5 Mohm Motstånd , 12V LED-remsa Belastning och 9V batteri Strömförsörjning.

Ljusaktiverade strömbrytaranslutningar

Anslutningarna för den ljusaktiverade omkopplaren med MOSFET följer som;

• Dräneringsterminalen på IRFZ44N MOSFET är ansluten till den negativa terminalen på lysdioden.
• 4,5 Mohm-motståndets negativa terminal är ansluten till källterminalen på MOSFET och den positiva terminalen är ansluten till den positiva terminalen på LED.
• Den positiva LDR-terminalen är ansluten till gateterminalen på MOSFET och den negativa terminalen är till source-terminalen på MOSFET.
• Motståndets ena terminal är ansluten till batteriets pluspol och gate terminalen ges till batteriets minuspol eller GND.

Arbetssätt

En nattlampa är en mycket liten elektrisk lampa, som används för att ge bekvämlighet i mörka områden eller där vissa områden blir mörka i vissa specifika tider som i en nödsituation eller på natten. MOSFET används för att göra en hemmagjord ljusaktiverad strömbrytare. Belysningsarmaturerna med hög verkningsgrad kan justeras utifrån många faktorer som; tillgång till dagsljus eller beläggning.

En LDR eller fotoresistor är ett variabelt motstånd som styrs av ljus. Funktionen hos detta motstånd är fotokonduktiv vilket innebär att motståndet kommer att ändras baserat på ljusintensiteten. När ljusintensiteten ökar kommer motståndet för LDR att minska. Baserat på fotokonduktiviteten kan en materialledningsförmåga förbättras när väl den infallande ljusintensiteten förstärks. Fotokonduktiva material uppvisar sådana egenskaper, så detta används i omkopplingskretsar som ljus- och mörkeraktiverade och även ljuskänsliga detektorkretsar.

Ett ljusberoende motstånd är helt enkelt gjort med en högresistans halvledare. När ljusdroppar på enheten har en tillräckligt hög frekvens, ger fotoner som absorberas genom halvledaren tillräcklig energi för att bundna elektroner ska kunna röra sig in i ledningsbandet. Så de resulterande elektronerna kommer att leda elektricitet för att minska motståndet. LDR i denna krets måste anslutas utanför eftersom dess avkänningsyta måste exponeras för det omgivande området varifrån ljusnivån är nödvändig för att detekteras.

Fotoresistorns ljuskänslighet kan fluktuera mycket beroende på omgivningstemperaturen. Dessutom kommer dessa motstånd att visa en viss fördröjning normalt 10 ms eller lägre eller mellan ljusexponering för det efterföljande fallet i motståndet.

I ovanstående krets är en LDR (ljusberoende resistor) en variabel resistor vars resistansvärde reduceras genom att öka intensiteten av infallande ljus. Baserat på ljusintensiteten kommer kretsen att slå PÅ eller AV en lysdiod, vilket betyder att när LDR upptäcker hög ljusintensitet kommer lysdioden att stängas av automatiskt och vid låg ljusintensitet tänds lysdioden. Här kan den lastliknande lysdioden styras med hjälp av en MOSFET. Denna enkla ljusaktiverade strömbrytare fungerar automatiskt genom att slå PÅ ljuset på natten och stänga AV på dagtid. Den ljusaktiverade strömbrytaren är mindre kostsam och mycket effektiv när den används dagligen för att automatisera ditt hem, trädgård, etc.

Fördelar & nackdelar

De fördelarna med den ljusaktiverade omkopplaren inkluderar följande.

• Dessa kretsar behöver inte manövreras manuellt.
• Denna krets förbrukar mindre ström.
• Denna krets är mycket enkel att designa med färre komponenter.
• Motståndsförhållandet mellan ljus och mörker för LDR i kretsen är högt.

De nackdelar med ljusaktiverad strömbrytare inkluderar följande.

• När du använder denna krets måste försiktighet iakttas.
• Det spektrala svaret för LDR i denna krets är smalt.
• Temperaturstabiliteten för denna krets är låg.
• Variationen av resistansvärdet för LDR har fördröjning, för om det går från mörkt till ljust eller från ljust till mörkt så begränsar det LDR-användningen varhelst ljussignalen ändras snabbt.

Ansökningar

De tillämpningar av ljusaktiverad strömbrytare inkluderar följande.

• Den ljusaktiverade strömbrytarkretsen används i säkerhetsapplikationer där det är mörkt ovanför det ljusberoende motståndet, då slutar den att lysa.
• Denna krets är till stor hjälp för att slå PÅ ljuset när det ljusberoende motståndet lyser. LDR kommer att ha maximalt motstånd i mörker och inom ljuset kommer det att ha lågt motstånd.
• Dessa kretsar används i trädgårdslampor för att automatiskt slå PÅ på natten.
• Dessa kretsar används i lådlarm som ljuder när en mörk låda öppnas.
• Denna krets används för att stänga AV en speciell lampa (eller) grupp av lampor som svar på de olika nivåerna av omgivande ljus.
• Denna krets kan också användas som ett automatiskt gatljuskontrollsystem.