BC557 İLE KARANLIKTA LED YAKAN LDR DEVRESİ

DEVRE ŞEMASI, AÇIKLAMA, ANALİZ

Bu mini projede, daha önce BC547 ile yaptığımız karanlık olduğunda LED yakan ve aydınlık olduğunda söndüren devreyi, bir PNP transistör olan BC557 kullanarak yapıyoruz.

KULLANILAN MALZEMELER

10mm LDR	BC557	Kırmızı LED	200Ω Direnç	100kΩ Direnç	6V Akü	Jumper	Devre Tahtası

LDR’nin en önemli özelliği, ortamdaki ışığın şiddetine göre direncinin değişmesidir. Bu sayede, ortam ışığını ölçmede veya tespit etmeye yarayan bir sensör olarak kullanılabilir. Ortamdaki ışık şiddeti arttıkça LDR’nin direnci düşer, ortam karanlıklaştıkça ise direnci artar.

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.

Devreyi kurarken BC557'nin bacaklarının doğru takıldığına dikkat edilmesi gerekiyor. Yukarıdaki fotoğrafta K kollektörü, B beyzi ve E emitörü temsil etmektedir.

KARANLIKTA LED YAKAN LDR DEVRESİ

Biz bu projede, voltaj kaynağı olarak 6 V'luk küçük bir akü kullanıyoruz. Eğer kendi projenizde, devrenizi 6 V 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. 200Ω değerindeki direnç, LED üzerinden geçen akımı sınırlandırarak bozulmasını engelliyor. LDR beyz ile kaynak arasına, 100 kΩ direnç ise toprak ile beyz arasına bağlanıyor.

Malzemelerin devre tahtasına yerleşimini ve kurulmuş gerçek devreyi aşağıda görebilirsiniz.

ÇALIŞMA MANTIĞI VE ANALİZ

Bu devrede LED’in yanabilmesi için, transistörün kollektör bacağından toprağa doğru bir akım geçmesi gerekir. PNP türü bir BJT transistör için, kollektörden akım geçmesi ancak emitör-beyz arası bağlantıdan akım geçmesi ile mümkün olur. Bunu sağlayabilmek için ise, emitör-beyz arasındaki voltaj farkının eşik voltajından (V_EB(ON)) yüksek olması gerekir. (BC557 için bu eşik değeri yaklaşık olarak 0.6 V’tur.) Emitör direk olarak 6 V'a bağlı olduğu için, bu durum beyzdeki voltajın 5.4 V’tan düşük olduğunda gerçekleşir. Kısacası, bu devrede eğer beyzdeki voltaj 5.4 V’u geçerse LED söner; daha düşük kalırsa LED yanar.

Önce, beyzde 5.4 V’tan daha yüksek bir voltaj oluştuğunu varsayalım. Böylece, LDR-100 kΩ bağlantısından, BC557’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 5.4 V seviyesinin üstüne çıktığında transistör çalışmayacak ve LED yanmayacaktır. 5.4 V seviyesinin altında 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 100 kΩ direnç üzerine düşen voltaj 5.4 V’un altında kalırsa LED yanar ve 5.4 V’un üzerine çıkarsa LED söner.

LDR’ın direncini ... ile gösterirsek, 100 kΩ direnç üzerindeki voltaj,

...

formülüyle bulanabilir. LDR üzerine ışık düştüğü zaman ... değeri düşer. ... düşünce beyzdeki voltaj artar ve belli bir ışık seviyesinden sonra LED söner. Karanlık olduğunda ise ... artar ve ... 5.4 V’un altına indiğinde ( ... 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.