Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?

Karanlıkta LDR ile LED yakmak bir çok projede ve günlük hayatınızda işe yarayabilir. Yapımını, çalışma mantığını yazımızın sonunda öğrenmiş olacaksanız. Bunun yanında ışıklı ve ışıksız ortamda LDR’nin direncini ohm cinsinden öğrenmiş olacaksınız.

Malzeme Listesi

  • LDR
  • BC547 ve/veya BC557
  • LED
  • 200 Ω Direnç
  • 100 kΩ Direnç
  • Güç Kaynağı

LDR Nedir? Nasıl Çalışır

LDR’nin en önemli özelliği, ortamdaki ışığın şiddetine göre direncinin değişmesidir. Bu sayede, ortam ışığını ölçmeye veya ortamda belli bir seviyenin üzerinde ışık olup olmadığını tespit etmeye yarayan bir sensör olarak kullanılabilir. Biz bu yazıda karanlıkta aktifleşen led olarak kullanacağız. Ortamdaki ışık şiddeti arttıkça LDR’nin direnci düşer, ortam karanlıklaştıkça ise direnci artar.

Işıklı ve Işıksız Ortamda LDR'nin Direnci

Devre Şemaları

BC547

BC547, NPN tarzı bir BJT transistördür. Beyz-emitör arası eşik voltajı 0.6 V civarındadır. Maksimum kollektör akımı 100 mA olduğu için, projede kullanacağımız LED’i sürmeye yeterlidir. Biz bu şema((6V)) için 220k ohm ve 220 ohm direnç kullandık. LED’e bağlı olan direnç LED in yanmasını önlemek için, Base ve LDR’nin bacağına bağlanan direnç ise Voltage Dividing(Voltaj Bölmek) için.

karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?
karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?
karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?

Son Görüntüler

Bant ile kapatarak karanlıkta yandığını varsayıyoruz.

karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?

BC547'nin Bacakları Arasındaki Potansiyel Farklar

Işık Varken

Collector ve Base arasındaki potansiyel fark 2.81V

karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?

Base ve Ground arasındaki potansiyel fark.

karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?

Işık Yokken

Base ve Ground arasındaki potansiyel fark.

karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?

BC547 ve Potensiyometre

Yukarıdaki devrede dirençler sabit olduğu için, LED’in hangi ışık şiddetinde yanmaya başlayacağını ayarlayamayız. Aşağıdaki devrede ise bir trimpot veya potansiyometre yardımı ile ortam ne kadar karanlık olduğunda LED’in yanmasını istiyorsak, ona göre bir ayarlama yapabiliriz.

karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?

BC557

BC557, PNP tarzı bir BJT transistördür. Emitör-beyz arası eşik voltajı 0.6 V civarındadır. Maksimum kollektör akımı 100 mA olduğu için, projede kullanacağımız LED’i sürmeye yeterlidir.

karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?

BC557 ve Potensiyometre

Yukarıdaki devrede dirençler sabit olduğu için, LED’in hangi ışık şiddetinde yanmaya başlayacağını ayarlayamayız. Aşağıdaki devrede ise bir trimpot veya potansiyometre yardımı ile ortam ne kadar karanlık olduğunda LED’in yanmasını istiyorsak, ona göre bir ayarlama yapabiliriz.

karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?

Çalışma Mantığı

Bu devrede LED’in yanabilmesi için, güç kaynağından transistörün kollektör bacağına doğru bir akım geçmesi gerekir. Bir BJT transistör için, kollektörden akım geçmesi ancak beyz-emitör arası bağlantıdan akım geçmesi ile mümkün olur. Bunu sağlayabilmek için ise, beyz-emitör arasındaki voltaj farkının eşik voltajından (VBE(ON)) yüksek olması gerekir. (BC547 için bu eşik değeri yaklaşık olarak 0.6 V’tur.) Emitör bu devrede toprağa bağlı olduğu için, bu durum beyzdeki voltajın 0.6 V’u geçtiğinde gerçekleşir. Kısacası, bu devrede eğer beyzdeki voltaj 0.6 V’u geçerse LED yanar; geçemezse LED söner.

 

Önce, beyzde 0.6 V’tan daha düşük bir voltaj oluştuğunu varsayalım. Böylece, LDR-100 kΩ bağlantısından, BC547’nin beyz’ine doğru bir akım akmayacaktır. Bu durumda 100 kΩ ve LDR’den oluşan devreyi transistörden bağımsız olarak düşünebiliriz. Böyle düşündüğümüzde, LDR ve 100 kΩ’luk direnç bir voltaj bölücü oluşturur.

karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?

Burada bizim için kritik olan şey, B noktasındaki voltajdır. Çünkü bu voltaj 0.6 V seviyesinin altında kaldığında transistör çalışmayacak ve LED yanmayacaktır. 0.6 V seviyesinin üzerinde ise artık 100 kΩ-LDR ikilisi transistörden bağımsız bir voltaj bölücü gibi davranmayacak, akımın bir kısmı transistörün beyzine akacaktır. Bu durumda ise transistör çalışıp LED’in yanmasını sağlayacaktır. Özetle, voltaj bölücü devresinde LDR üzerine düşen voltaj 0.6 V’un altında kalırsa LED söner ve 0.6 V’un üzerine çıkarsa LED yanar.

karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?

formülüyle bulanabilir. LDR üzerine ışık düştüğü zaman \mathbf{R_{LDR}} değeri düşer ve belli bir ışık seviyesinden sonra LED söner. Karanlık olduğunda ise \mathbf{R_{LDR}}LDR artar ve \mathbf{V_B} 0.6 V’un üzerine çıktığında ( \mathbf{R_{LDR}>11.11\:k \Omega} için) LED yanar.

Eğer LED’in daha aydınlık ortamlarda yanmaya başlamasını istiyorsak, \mathbf{R_1} için 100 kΩ’dan daha düşük; daha karanlık ortamlarda yanmaya başlamasını istiyorsak, 100 kΩ’dan daha yüksek direnç değerleri kullanabiliriz.

Güç Kaynağı Seçimi

karanlıkta, Karanlıkta LED Yakan Devre LDR Nedir? Nasıl Çalışır?