der analog - lichtfolger - realschule tamm · der transistor setzt einen stärkeren arbeitsstrom...
TRANSCRIPT
Der Analog - Lichtfolger
Ein Projekt in
Technik plus
A. SteinbachRealschule Tamm
2012
RS - TAMM TECHNIK KLASSE 10 INFORMATIK A. STEINBACH
Analog-Lichtfolger BC
E
BC
EAUS
LEDEIN
-
--
-
M
T
S
LDR
P
R1
R2 +
-
M
BD 679
LDR„links“
P 5 k
2,2 k
910 Ohm
M
Motor„rechts“
910 Ohm
BD 679
Motor„links“
2,2 k
P 5 k
LDR„rechts“
LED3,6 V
20 mA
47 Ohm
+
-
4,5 V
MotorSU 30
„rechts“
MotorSU 30„links“
LED3,6 V
20 mA
47 Ohm
RS - TAMM TECHNIK KLASSE 10 INFORMATIK A. STEINBACH
LDR, Potentiometer (P) unWiderstand R1 bilden einenSpannungsteiler und steuerndie Basis des Transistors (T) an.
Wird der LDR beleuchtet fließt ein stärkerer Steuerstromder Transistor setzt einen stärkeren Arbeitsstrom freiund der Motor läuft schneller.
„LDR hell, Motor schnell.“
Mit dem Potentiometer wird die Empfindlichkeitder Schaltung eingestellt.
S2
S1
Schalter S1 = Hauptschalter
Schalter S2 schaltet die LEDs ( Achtung: Nicht direkt in die LEDs sehen ! ) Sind die LEDs eingeschaltet, folgt der Analoglichtfolger der weißen Fahrbahn. Sind die LEDs ausgeschaltet, folgt das Fahrzeug, auf weißer Fahrbahn, dem Strahl einer Taschenlampe.
Analog-Lichtfolger
Stand 02-2012
BC
E
BC
EAUS
LEDEIN
-
--
-
BCE
BCE
47 Ùge vio schw
2,2 kÙro ro ro
910 Ùwei br schw schw
(Metall)
BCE
BeschriftungsseiteKühlblech
T 1 und T 2BD 677 / 679
Beschriftungnach oben
NPNUCE 60 V (BD 677)IC 4 AGehäuse SOT 32
LDRlinks
LEDlinks
Motorrechts
Motorlinks
LEDrechts
LDRrechts
AUS
-
LEDEIN
Potentiometerliegend5 KÙ
1,3 mm4,0 mm
1,0 mm
6,0 mm
Platine „von unten“(Leiterbahnseite)
2 mm
+
1,3
10
12,5
1,3 mm
Kühlkörber
Steckachsef. Poti
RS - TAMM TECHNIK KLASSE 10 INFORMATIK A. STEINBACH
Analog-Lichtfolger
Schalter1xein/aus/ein6,3 mm Achse
Stand 02-2012
- -- -
Platine von oben „Bauteileseite“
BC
E
BC
EAUS
LEDEIN
-
--
-
Motorre.
Motorli.
Motorre.
K A
LED5 mmLDR
Einschubtiefeca. 10 mm(erproben)
A K
LED5 mm LDR
BCE
BCE
LDRlinks
LEDlinks
Motorrechts
Motorlinks
LEDrechts
LDRrechts
AUS
-
LEDEIN
BCE
BCE
AUS
LEDEIN
+
RS - TAMM TECHNIK KLASSE 10 INFORMATIK A. STEINBACH
Analog-Lichtfolger
Distanzrollenohne GewindeLänge 25 mmM4
Stand 02-2012
-- - -
- ---
4 x 1,2 V Akku
-
+
- +
BC
E
BC
EAUS
LEDEIN
-
--
-
RS - TAMM TECHNIK KLASSE 10 INFORMATIK A. STEINBACH
Analog-Lichtfolger
Stückliste für 1 Analog-Lichtfolger
Pos Anz Best.Nr. Bezeichnung Preis
Conrad http://www.conrad.de
1 2 180000-62 LED Weiß, Superhell LED-5-18000W Weiß 22 ° Gehäuseart 5 mm 18000 mcd ab 10St. 0,79
2 2 145475-62 LDR Fotowiderstand A 9060 Gehäuseart 5 mm ab 10 St. 0,89
3 4 526479-62 Distanzrolle ohne Gewinde Polystyrol M4 25 mm ab 100 St. 0,15
4 2 151018-62 Darlington Leistungstransistor BD 679 A NPN TO 126 I(C) 4 A Microelectron. ab 10 St. 0,41
5 2 188271-62 Mini-Kühlkörper FK 231 SA-220 (B x H x T) 13,5 x 9,5 x 19,1 mm R(th) 45 K/W ab 10 St. 0,47
6 2 431354-62 Piher Trimmer PT 15 LV, liegend 0,25 W ±30 %5 kÙ ab 10 St. 0,50
7 2 425893-62 Piher Steckachse für PT 15 NV/NH 5216 (Ø x L) 6 mm x 41.2 mm Schwarz ab 10 St. 0,14
8 2 420735-62 Metallschicht-Widerstand axial bedrahtet, Bauform 0207 910 Ù 0.6 W 1 % ab 10 St. 0,09
9 2 403881-62 Kohleschicht-Widerstand 5% axial bedrahtet Bauform 0207,0,25 W 5 %47Ù 1P=100 St. 2,04
10 2 404080-62 Kohleschicht-Widerstand 5% axial bedrahtet Bauf. 0207,0,25W,5 %2.2 kÙ 1P=100 St. 2,04
11 2 701150-62 SCI Kippschalter 6 A 1polig TA103A1 1 x Ein/Aus/Ein rastend/0/rastend 250 V ab 25 St. 2,16
Traudl Rieß http://www.traudl-riess.de
12 2 06.066.0 Solar-Motor SU-30 0,3-4,5 V Umdrehung 3 V/ 6800 U/min Stromaufn. 80 mA St. 1,20
13 2 06.006.0 Befestigungsbügel Ø 25 mm für Solarmotor SU-30 St. 0,38
14a 1 19.423.0 Batteriekasten 3 x Mignonzelle (3x1,5 Volt) St. 0.34
14b 1 19.151.0 Batteriekasten 4 x Mignonzelle (4x1,2 V-Akku) St. 0.36
15 1 08.027.5 Buchen-Räder Ø 30 mm, Dicke 10 mm Bohrung Ø 4 mm, gerundete Lauffläche 50 St. 3,35
OPITEC http://de.opitec.com
16 2 601.032 Holzrad mit Gummireifen Ø 43 mm, Dicke 13 mm, Bohrung Ø 4 mm St. 0,59
MTL Brock http://www.mtl-brock.de/
17 2 H1422 Seilrolle/ Riemenscheibe, rot, Ø ca. 40 mm St. 0,25
18 2 H1605 Gummiringe, kräftig, hochelastisch, Ø ca. 40 mm, 100 Stück 100 St. 2,70
Stand 02-2012
BC
E
BC
EAUS
LEDEIN
-
--
-
Beide LDR „gleich hell“beide Motoren gleich schnell
LDR „links heller“:Motor „rechts schneller“er treibt das Fahrzeug wieder auf die Bahn zurück
LDR „rechts heller“:Motor „links schneller“er treibt das Fahrzeugwieder auf die Bahn zurück
RS - TAMM TECHNIK KLASSE 10 INFORMATIK A. STEINBACH
Warum bleibt das Fahrzeugauf der Fahrbahn ?
Die LDR steuerndie Motoren
„über Kreuz“ an:LDR links : Motor rechtsLDR rechts: Motor links
Analog-Lichtfolger
Stand 02-2012
BCE
BCE
AUS
LEDEIN
- ---
Motorli.
Motorre.
LDRlinks
LDRrechts
Motorrechts
Motorlinks
BC
E
BC
EAUS
LEDEIN
-
--
-
BCE
BCE
AUS
LEDEIN
- ---
Motorli.
Motorre.
LDRlinks
LDRrechts
Motorrechts
Motorlinks
BCE
BCE
AUS
LED
EIN
-
---
Motor
li.
Motor
re.
LDR
links
LDR
rechts
Motor
rechts
Motor
links
BCE
BCE
AUS
LED
EIN
-
---
Motor
li.
Motor
re.
LDR
links
LDR
rechts
Motor
rechts
Motor
links
BC
E BC
EAUS
LEDEIN
-
---
Motorli.
Motorre.
LDRlinks LDR
rechts
Motorrechts
Motorlinks
BC
E BC
EAUS
LEDEIN
-
---
Motorli.
Motorre.
LDRlinks LDR
rechts
Motorrechts
Motorlinks
LDR
P5 K-Ohm
2,2 K-Ohm
910 Ohm
+ 4,5 V
-
RS - TAMM TECHNIK KLASSE 10 INFORMATIK A. STEINBACH
Analog-Lichtfolger
Wie funktioniert die Steuerelektronikdes Analog-Lichtfolgers ?
Der Spannungsteiler ist das Kernstückder Steuerelektronik.
Der lichtempfindliche Widerstand (LDR) befindetsich am oberen Ende des Spannungsteilers,darunter das Potentiometer (P 5 KÙ) undder Widerstand 2,2 KÙ.
Der 910 Ù Widerstand ist derBasis-Schutzwiderstand der Transistoren.
Teilspannung ab.Die Teilspannungen addieren sich zur Gesamtspannung.
Der LDR ändert seinen Widerstand je nach Lichteinfall.
Ist das „Röhrchen“ auf „weiß“, so hat der LDR einen geringen Widerstand (nur etwa 400 Ù).U1 = nur 1,7 VoltU2 = 2,8 Volt,Es fließt ein größerer Basisstrom, der Motor läuft schneller.
Ist das „Röhrchen“ auf „schwarz“, so hat der LDR einen großen Widerstand (ca. 1 MÙ).U1 = 4,4 VoltU2 = nur 2,8 Volt,es fließt ein kleinerer Basisstrom, der Motor läuft langsamer.
Mit dem Potentiometer kann die Empfindlichkeit des Analog-Lichtfolgers eingestellt werden:
LDR hell,P : U2 = 4,3 Voltmax
P : U2 = 2,8 Voltmid
P : U2 = 1,3 Voltmin
LDR dunkel,P : U2 = 0,03 Voltmax
Pmid : U2 = 0,02 VoltP : U2 = 0,01 Volt min
Nach dem Gesetz des Spannungsteilers fällt am größten Teilwiderstand die größte
A
U1
U2
B
C
„Bei gleicher, nicht zu großer Verstärkung auf beiden Seiten fährt derAnalog-Lichtfolger den „Achterkurs“ auf der Fahrbahn (Normale Fahrt).Ist die Verstärkung ungleich eingestellt, fährt er einen „Rundkurs“auf dem oberen oder unteren Kreis, je nachdem, welcher Poti zu weit„nach vorne gedreht“ ist. Bei großer Verstärkung verlässt derAnalog-Lichtfolger die Fahrbahn, bleibt auf „Schwarz“ stehen oder läuft„irgendwie“ im Raum umher (“ungehöriges Benehmen“).
BCE
910
P 5 k
2k2-
+
45--
BCE
910
P 5 k
2k2
-
+
45
-
-
-
Mo
tor
re.
Mo
tor
li.M
oto
rre.
BC
E
910
P 5 k
2k2
-
+
45
--
BC
E910
P 5 k
2k2
-
+
45
-
-
-Motor
re.
Motor
li.
Motor
re.
Stand 02-2012
BC
E
BC
EAUS
LEDEIN
-
--
-
Transistor ST Microelectronics BD 677 A
NPN Gehäuseart SOT 32 I(C) 4 A Emitter-Sperrspannung U(CEO) 60 V
Best.-Nr.: 155423 - 62 [Teilenummer: BD677A] € 0,60
Transistor
Technische Daten
Typ BD 677 A
IC 4 A
UCEO 60 V
Gehäuse SOT 32
RoHS-konform Ja
Ausführung NPN
Hersteller ST Microelectronics®
Darlington Leistungstransistor ST Microelectronics BD 679 A
NPN Gehäuseart TO 126 I(C) 4 A Emitter-Sperrspannung U(CEO)...
Best.-Nr.: 151018 - 62 [Teilenummer: BD 679 A]
Technische Daten
Typ BD 679 A
IC 4 A
Ptot 40 W
UCEO 80 V
Gehäuse TO 126
RoHS-konform Ja
Ausführung NPN
Bestellt 02-2012
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/21992/STMICROELECTRONICS/BD677.html
RS - TAMM TECHNIK KLASSE 10 INFORMATIK A. STEINBACH
Analog-Lichtfolger
Stand 02-2012
BC
E
BC
EAUS
LEDEIN
-
--
-
RS - TAMM TECHNIK KLASSE 10 INFORMATIK A. STEINBACH
Analog-Lichtfolger
Stand 02-2012
P 5 k
2,2
k
910 Ohm 910 Ohm
2,2
k
P 5 k
47
Oh
m
47
Oh
m
B C E
BCE
A
K
A
K
Motorre.
Motorli.
Motorre.
+ 4,5 V
- 4,5 V
Beschriftungs-seite
Beschriftungs-seite
Beschriftungsseite
BD 679
„Brett-Schaltung“
zum Experimentieren (Dimensionierung der Bauteile)
180
120
P 5kÙ
2,2
kÙ
910 Ù 910 Ù
2,2
kÙ
P 5 k
47
Ù
47
Ù
B C E
BCE
A
K
A
K
Motorre.
Motorli.
Motorre.
+ 4,5 V
- 4,5 V
Beschriftungs-seite
Beschriftungs-seite
Beschriftungsseite
BD 679
1:1
BC
E
BC
EAUS
LEDEIN
-
--
-