Conrad Szaküzlet 1067 Budapest, Teréz krt. 23. Tel: (061) 302-3588
Szín 1. gyűrű:
Conrad Vevőszolgálat 1124 Budapest, Jagelló út 30. Tel: (061) 319-0250
Conrad tanuló készlet: világítódiódák
Rendelési szám: 19 22 98
1 Elektronikai indítás világítódiódákkal
Építsen egy dekoratív LED-világítást hat LED-del. Az építőkészlet felépítése 20
egyszerű lépésben nemcsak örömet okoz, hanem egyúttal érdekes betekintést
nyújt az elektronika világába. A három tranzisztor és további alkatrészek
jóvoltából állandóan változik a megvilágítás fényereje. A lágyan modulált, sárga
LED fény forgó fénypontok benyomását kelti. A panel a gyakorlatban is
felhasználható, és pl. tájékozódási pontként, szükségvilágításként vagy
elemvizsgálóként is szolgálhat.
1. ábra: Készre felépített panel
1.1 Építőelemek
Mini panel
6 sárga LED
3 tranzisztor BC547C
3 ellenállás 2,2 kΩ
3 ellenállás 100 kΩ
3 Elkó 47 µF
Elemcsíptető a 9-V-os elemhez
Fentieken kívül szükséges még: forrasztópáka, forrasztóón, 9 V-os elem
1.2 Világítódiódák
Az építőkészlet hat világítódiódát (LED) tartalmaz. Az összes világítódiódánál
alapvetően a polaritásra kell ügyelni. A mínusz csatlakozót katódnak nevezzük, ez
a rövidebb kivezetés. A hosszabb plusz csatlakozó az anód. A katód oldalt
ezenkívül még az is jelzi, hogy az a LED-ház lecsapott oldala.
Figyelem: Az izzóktól eltérően a LED-eket soha nem szabad közvetlenül az
elemhez csatlakoztatni. Mindig szükség van egy előtétellenállásra.
2. ábra: Világítódióda
1.3 Ellenállások
Az építőkészletben lévő ellenállások szénréteg ellenállások, a tűrésük ±5 %.
Az ellenállás anyagát egy kerámiarúdra viszik fel, és védőréteggel vonják be. A
jelölés színes gyűrűk formájában történik. Az ellenállásérték mellett a pontossági
osztály is meg van adva.
A színkódot attól a gyűrűtől kezdve kell leolvasni, amely az ellenállás pereméhez
közelebb van. Az első két gyűrű a két számjegyre vonatkozik, a harmadik gyűrű
az ohmos ellenállásérték szorzója. A negyedik gyűrű adja meg a tűrést.
2. táblázat: Az ellenállások színkódjai
1.
számjeg
y
Fekete
2. gyűrű:
2.
számjegy
0 1
3. gyűrű:
szorzótényez
ő
4. gyűrű: tűrés
barna 1 1 10 1 %
piros 2 2 100 2 %
narancs 3 3 1000
sárga 4 4 10 000
zöld 5 5 100 000 0,5 %
kék 6 6 1 000 000
ibolya 7 7 10 000 000
szürke 8 8
fehér 9 9
arany
ezüst
0,1 5 %
0,01 10%
Egy sárga, ibolyaszín, barna és arany színű gyűrűs ellenállás értéke
470 ohm, tűrése 5 %. A tanulókészletben 3 ellenállás található
a következő értékekkel:
2,2 kΩ piros, piros, piros
100 kΩ barna, fekete, sárga
Az ellenállások az áramerősség csökkentésére vagy egy meghatározott
áramerősség beállítására szolgálnak. A kisebb ellenállás, 2,2 kΩ -mal az
áramerősséget a LED-ek által állítja be, és ezzel meghatározza az alap
világosságukat. A nagyobb ellenállás, 100 kΩ-mal az áramkörben egy tranzisztor
kis bázisáramáról gondoskodik.
1.4 Tranzisztorok
A tranzisztorok kisebb áramok erősítésére szolgáló építőelemek. A
tanulókészletben 3 szilícium npn BC547C tranzisztor található. A tranzisztor
csatlakozói: emitter (E), bázis (B) és kollektor (C). A bázis kivezetés középütt
helyezkedik el. Ha a feliratot nézi és a kivezetések lefelé állnak, az emitter
jobboldalt található.
3. ábra: Egy ellenállás
Az ellenállások, amelyeknek tűrése ±5 %, az E24-es sorba tartoznak, ahol
mindegyik dekád
24 értéket tartalmaz, ezek egymástól kb. azonos távolságra vannak.
1. táblázat: Ellenállás értékek az E24 szabványsor szerint
1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6
1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0
3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1
5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1
4. ábra: A BC547 npn tranzisztor
A következő áramkör mutatja egy npn tranzisztor alapfunkcióját. Két áramkör van.
A vezérlő áramkörben zárt kapcsolónál kis bázisáram, a terhelő áramkörben
nagyobb kollektoráram folyik. Az emitteren mindkét áram átfolyik. Az emitteráram
csak kis mértékben (a kis bázisáram értékével) nagyobb, mint a kollektoráram.
Mivel az emitter a kapcsolás közös vonatkoztatási pontjában van, ezt földelt
emitteres kapcsolásnak nevezzük. Amint a bázisáramkört megszakítják, nem
folyik többé terhelőáram sem. A bázisáram sokkal kisebb, mint a kollektoráram. A
kis bázisáram tehát egy nagyobb kollektorárammá lesz erősítve.
A forrasztásnál a panel réz felületét, az építőelem vezetékét és a forrasztóónt
egyidejűleg kell felhevíteni. A "hideg forrpont" veszélye abban áll, hogy csak a
huzal lesz felhevítve, és a forrasztásnál egy forrasztóón-csepp keletkezik, ami
nem olvad össze teljesen a rézfelülettel.
Ilyen hibák akkor keletkeznek, ha túl durva forrhegyet alkalmaz, vagy ha a
forrasztási folyamatot túl gyorsan megszakítja.
5. ábra: Az áramerősítés alapelve
Egy tranzisztor áramerősítő tényezője a típustól függ, és bizonyos tűréseknek van
alávetve. A BC547 npn tranzisztort 3 erősítő csoportban állítják elő, amelyek A, B
és C jelöléssel vannak ellátva. A BC547C tranzisztor a legerősebb, és 400-800szoros áramerősítést képes elérni.
1.5 Elektrolit kondenzátorok
Egy kondenzátor két fém felületből és egy szigetelő rétegből áll. Ha feszültséget
adunk rá, a két kondenzátorlemez között elektromos erőtér keletkezik, amiben
energia tárolódik. Egy nagy lemezfelületű és kis lemeztávolságú kondenzátornak
nagy a kapacitása, tehát adott feszültségnél több töltést tárol. A kondenzátor
kapacitását Farad-ban (F) mérjük.
Nagy kapacitások elektrolit kondenzátorokkal ("elkók") érhetők el. A szigetelés
nagyon vékony alumíniumoxid rétegből van. Az elkó nagy felületű feltekert
alumínium fóliát és közte folyékony elektrolitot tartalmaz. A feszültséget csak egy
irányban lehet ráadni. Rossz irány esetén szivárgóáram folyik, ami a szigetelő
réteget fokozatosan leépíti, ez pedig az építőelem tönkremeneteléhez vezet. A
mínusz pólus fehér csíkkal van jelölve, és ez a rövidebbik láb.
6. ábra: Elektrolit kondenzátor
2 Áramkör leírás
A kapcsolási rajz háromfokozatú fázistoló oszcillátort ábrázol. Egy hullám
mindhárom fokozaton átfut. Három ellenállás-kondenzátor-aluláteresztő szűrő
egyenként 100 kΩ-mal és 47 µF-dal meghatározza az időkésleltetést és ezzel a
frekvenciát. Úgy látszik, hogy a LED-ek forognak. Egy tranzisztoron lévő két LED
azonos fényerőt mutat, mert az emitteráram gyakorlatilag a kollektorárammal
azonos. A panelen az összetartozó LED-ek egymással szemben vannak
elhelyezve.
8. ábra: Optimális helyzet a forrasztópáka hegy és a forrasztóón számára
A kis forrpontok miatt legjobb egy ceruza formájú forrcsúcs alkalmazása.
Ne érintse a forrasztási helyet a hegy elülső oldalával, hanem a jobb hőátvitel
érdekében az oldalával, úgy, hogy a huzal és a rézfelület egyidejűleg legyen
felhevítve. Adjon hozzá egy pillanat mulva némi forrasztóónt, úgy, hogy a
forrasztóhuzal oldalát érinti a forrcsúccsal. A forró, olvadt forrasztóón ekkor
egyenletesen veszi körül a forrpontot. Amint a forrpont teljesen körül van véve, a
forrasztópákát el kell távolítani. A helyes időbeosztással egyenletes, megbízható
forrasztás végezhető. Azt, hogy a forrpont elérte a megfelelő hőmérsékletet, arról
lehet felismerni, hogy a kétoldalú panelen a forrasztóón a forrszemen keresztül a
beültetési oldalon is körülveszi a huzalt. Gyakorlat teszi a mestert!
9. ábra: Egy hideg forrpont
10. ábra: Egy jó forrpont
4 A panel beültetése
Forrassza be az építőelemeket a javasolt sorrendben, hogy az elcserélés
veszélye kisebb legyen, és hogy a már beépített építőelemek minél kevésbé
legyenek útban. Az összes építőelemet szorosan kell beforrasztani a panelon. A
LED-eket viszont lehetőleg hosszabb kivezetésekkel kell beépíteni, mert később
esetleg meg kell őket hajlítani. A kis panel a LED-ekkel együtt egy nagyobb
felületet alkot, ami egy bogárra emlékeztet.
7. ábra: A panel kapcsolási rajza
Az áramkör áramfelvétele jelentős mértékben függ az alkalmazott
előtétellenállásoktól. A behelyezett 2,2-kΩ-os ellenállásokkal az áram viszonylag
kicsi, és LED-enként kb. 2 mA. Az egész áramkör átlagos áramfelvétele kb. 5 mA
egy 9 V-os üzemi feszültségnél. Egy tipikus 500 mAh kapacitású alkáli elem kb.
100 órás üzem élettartammal rendelkezik.
Forrasztás
Az építőkészlet panelje kétoldalas üvegszálas epoxi-panel magas minőséggel,
ami a Hightech alkalmazásoknál szokásos.
Az anyag főleg azzal tűnik ki, hogy a panelen ismételten végzett változtatások
következtében sincs olyan veszély, hogy a forrasztópályák leoldódjanak.
leváljanak
A gondos forrasztás a sikeres felépítés előfeltétele. Az építőkészlet a kompakt
felépítés miatt a nehezebb forrasztási feladatok közé tartozik. Aki ezt a projektet
sikeresen végigvezeti, nagyobb feladatokra is alkalmas. Ha még nincs forrasztási
tapasztalata, nézze meg a kis forrasztási kurzust a
www.elo-web.de weblapon.
Ajánlható ezen kívül a Conrad „Löten lernen“ (a forrasztás tanulása) c.
tanulókészlete az első próbálkozáshoz.
Ha még nem sokat dolgozott a forrasztópákával, akkor a következő tudnivalók
hasznosak lehetnek:
11. ábra: A beültetési terv
1. Forrassza be a 3 db BC547C tranzisztort (T1 - T3). A beültetési
nyomtatás mutatja a beépítés irányát.
2. Ültesse be az R1, R3 és R5 ellenállásokat a tranzisztorokhoz közel. Mind a
három 100 kΩ (fekete, barna, sárga).
4. Szerelje be az R2, R4 és R6 ellenállásokat a panel jobb szélén és felül.
Mindegyik 2,2 kΩ-os (piros, piros, piros).
5. Ültesse be a 3 db 47 µF-os elkót. Figyeljen a helyes polaritásra. A panel
nyomtatása mindig mutatja a plusz csatlakozást, ami a hosszabb csatlakozó
huzalon van. A mínusz csatlakozást egy fehér csík mutatja az elkón. Minden
mínusz csatlakozó a panel széléhez vezet.
12. ábra: Az összes építőelem LED-ek nélkül
6. Forrassza be a 6 LED-et vagy rövid vagy lehetőség szerinti hosszabb
csatlakozókkal.
Figyeljen a beépítés irányára! A LED mínusz pólusát (katód) még az is jelzi, hogy
az a LED házának lecsapott oldala. Ezen kívül a mínusz csatlakozó a LED
rövidebb csatlakozója. Kérjük, még ne hajlítsa meg a hosszú csatlakozóval
beépített LED-et, mert először az áramkört tesztelni kell.
7. Csatlakoztassa az elemklipszet. A mínusz pólus a fekete, a plusz pólus a piros
kábelen van.
13. ábra: LED-ek beforrasztása távolsággal
5 Funkcióteszt
Most következik az első teszt. Csatlakoztasson egy 9 V-os elemet. Ekkor
minden LED-nek világítanil, és néhány másodperc múlva finoman villogni kellene,
azaz folyamatosan változtatni a fényerőt. Amennyiben a panel nem működik,
vizsgálja át még egyszer az összes forrpontot és a LED-ek, elkók és tranzisztorok
beépítési irányát.
A villogási frekvencia jelentősen függ az elem feszültségétől. Kisebb feszültség
esetén a villogó lassabban villog. Ezen kívül az egyes LED-ek közelebb kerülnek
a sötét állapothoz, miközben a fényerő teljes feszültségnél csak mintegy a feléig
ingadozik.
Kísérletezzen más elemekkel és kisebb üzemi feszültségekkel is kb. 4,5 V-tól.
Más megoldásként beiktathat egy előtét ellenállást maximum 10 kΩ-ig a pozitív
tápellátó vezetékbe. Ezzel az intézkedéssel a villogási frekvencia lassúbb lesz,
és az áramfogyasztás jelentősen csökken.
6 A panel felhasználása
Amennyiben a LED-eket hosszú csatlakozókkal forrasztotta be, hajlítsa meg őket
kifelé, úgy, hogy egy nagyobb körben lefelé álljanak. A panel ekkor úgy hat, mint
egy nagy bogár. Ha a panelt lefelé fordított LED-ekkel egy fafelületre tesszük,
különösen dekoratív fényeffektek adódnak.
utolsó maradékát is. Ne hagyjon teljesen kimerült elemet az áramkörben, mert
kifolyhat.
Egy másik felhasználási lehetőség adódik a szobanövényekkel kapcsolatban.
Dugja el a panelt egy sűrű levelű "erdőben". Este a fényeffektek különösen jól
fognak hatni. A felhasználás vitrinekben vagy polcokon, vagy műtárgyak
megvilágítására is lehetséges. Engedje szabadon szárnyalni a fantáziáját!
Impresszum
© 2011 Franzis Verlag GmbH, 85540 Haar München
http://www.elo-web.de
Szerző: Burkhard Kainka
ISBN 978-3-645-10089-2
Készült a Conrad Electronic SE megbízásából, Klaus-Conrad-Str. 1, 92240
Hirschau
Minden jog fenntartva, a fotómechanikus lejátszásé és az elektronikus médiákon
történő mentésé is. Másolatok előállítása és sokszorosítása papíron,
adathordozón vagy az Interneten, különösen PDF-ként csak a kiadó írásos
engedélyével lehetséges, ellenkező esetben büntetőjogi következményekkel
járhat.
A legtöbb hardver és szoftver termékmegnevezés, valamint céges logó, ami
ebben a műben szerepel, rendszerint bejegyzett termékmegjelölés és aként kell
őket tekinteni. A kiadó lényegében a gyártó írásmódját alkalmazza a
termékmegnevezéseknél.
A kézikönyvben bemutatott összes kapcsolást és programot a lehető legnagyobb
gondossággal fejlesztettük ki, vizsgáltuk be és teszteltük. Ennek ellenére nem
lehet teljesen kizárni a kézikönyvben és a szoftverben előforduló hibákat. A kiadó
és a szerző a szándékos vagy hanyag magatartás miatt a törvény szabta
felelőséggel tartozik. Egyebekben a kiadó és a szerző már csak a
termékszavatosságnak megfelelően tartozik felelősséggel az élet, a test vagy az
egészség sérelme, vagy a lényeges szerződéses kötelezettségek vétkes
megsértése esetén. A lényeges szerződéses kötelezettségek megsértése miatti
kártérítés a szerződésre jellemző előrelátható károkra korlátozódik, hacsak a
termékszavatosság szerinti kényszerítő felelősség esete nem áll fenn.
Az elektromos és elektronikaus készülékeket tilos a háztartási hulladékkal együtt
eltávolítani.
Az elhasznált terméket az érvényes törvényi előírásoknak megfelelően kell
ártalmatlanítani. Az eltávolítás céljára rendszeresített gyűjtőállomásokon
ingyenesen leadhatja elektromos készülékeit. Lakhelyén a hatóságoknál
informálódhat, hol talál ilyen gyűjtőállomást.
A termék megfelel a vonatkozó CE irányelveknek, amennyiben azt a mellékelt
útmutató szerint használja. A leírás a termékhez tartozik, és ha a terméket
továbbadja, ezt is tovább kell adnia.
14. ábra: Kész panel lehajlított LED-ekkel
15. ábra: Panel röviden beforrasztott LED-ekkel
A készüléket elemvizsgálóként is használhatja. Egy friss, új elem hatására a
LED-ek gyorsabban villognak. Ettől függetlenül eléggé elhasznált elemek is jól
beépíthetők egy áramkörbe. Az áramkör az elemből kihozza az energiájának
Loading...