BC547 İLE KARANLIKTA LED YAKAN LDR DEVRESİ

DEVRE ŞEMASI, AÇIKLAMA, ANALİZ

Bu mini projede, bir adet BC547 NPN tipi BJT transistör ve bir adet 10 mm LDR kullanarak, karanlık olduğunda LED yakan ve aydınlık olduğunda LED’i söndüren bir devre yapıyoruz.

KULLANILAN MALZEMELER

10 mm LDR	BC547	Kırmızı LED	200 Ω Direnç	100 kΩ Direnç	6 V Akü	Jumper	Devre Tahtası

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. Ortamdaki ışık şiddeti arttıkça LDR’nin direnci düşer, ortam karanlıklaştıkça ise direnci artar.

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.

Devreyi kurarken, BC547'nin bacaklarını doğru taktığımıza dikkat etmemiz gerekiyor. Yukarıdaki fotoğrafta K kollektörü, B beyzi ve E emitörü temsil etmektedir.

KARANLIKTA LED YAKAN LDR DEVRESİ

Biz bu projede, voltaj kaynağı olarak 6V'luk küçük bir akü kullanıyoruz. Eğer kendi projenizde, devrenizi 6V akü yerine, farklı bir değerde voltaj üreten bir kaynak (9 V pil, 12 V akü gibi) ile çalıştıracaksanız, ... ve ... dirençleri için aşağıdaki tabloda verilen değerleri kullanabilirsiniz.

Besleme Voltajı	...	...
5 V	82 kΩ	150 Ω
6 V	100 kΩ	200 Ω
9 V	160 kΩ	360 Ω
12 V	220 kΩ	510 Ω
15 V	270 kΩ	680 Ω
24 V	470 kΩ	1100 Ω

Bu devrede, LED’i transistörün kollektörüne bağlıyarak sürüyoruz. 200 Ω değerindeki direnç, LED üzerinden geçen akımı sınırlandırarak bozulmasını engelliyor. LDR beyz ile toprak arasına, 100 kΩ direnç ise güç kaynağı ile beyz arasına bağlanıyor.

Malzemelerin devre tahtasına yerleşimini ve kurulmuş gerçek devreyi aşağıda görebilirsiniz.

ÇALIŞMA MANTIĞI VE ANALİZ

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 (V_BE(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.

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.

LDR’ın direncini ... ile gösterirsek, üzerindeki voltaj,

...

formülüyle bulanabilir. LDR üzerine ışık düştüğü zaman ... değeri düşer ve belli bir ışık seviyesinden sonra LED söner. Karanlık olduğunda ise ... artar ve ... 0.6 V’un üzerine çıktığında ( ... için) LED yanar.

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

IŞIK ŞİDDETİNİ AYARLAMA

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.