Egy egyszerű áramkör, LED-ek teszteléséhez.

Mire lesz szükséged:

• 1 db 220 Ω-os ellenállás
• 1 db LED (mindegy milyen színű)
• 1 db univerzális nyák v. próbanyák
• 1 db 4.5V-os laposelem

Nézzük az áramkört:
Nézzük akkor ezt az egyszerű kapcsolást végig.
 Van ugyebár egy áramforrásunk baloldalon, ami nevezetesen egy laposelem. Egy laposelem 4.5V-ot szolgáltat nekünk, de persze csak akkor ha új laposelemünk van.

A laposelem jele az áramkörben:
Aztán van nekünk egy ellenállásunk is aminek ez a jele:
És végül van egy LED-ünk:

Gondolom most megfordul a fejedben, hogy mi is az az R1 220,0 az ellenállás felett. Az R1 mint minden áramkörben az ellenállást jeleni. Ill. az "R" azt hogy ellenállás, az utánna lévő szám pedig a kapcsolásban a számát. Nekünk egy ellenállásunk van, így ő az 1.
A mellette a 220,0 az azt jeleni, hogy 220,0 Ω (Ohm). Ha nincs mellé semmi mértékegység írva, akkor az mindig Ω-ban értendő. Lesz olyan kapcsolásunk is később melyben kΩ-os ellenállások is fognak majd kelleni.
A kΩ = kilo Ω (a kilo itt is 1000-et jelent, azaz az 1 kΩ = 1000 Ω)

Most a következő kérdés, hogy miért pont 220 Ω-os ellenállás kell nekünk.
Ez egyszerű. Ω törvényét ismerjük, miszerint R = U/I.

Egy LED-nek átlagosan 20 mA kell ahhoz, hogy világítson. 20 mA, azaz 0,02 A. (1 A = 1000 mA)
Így ezeket behelyettesítve egy képletbe:

Ha ezt kiszámoljuk akkor 145-öt fogunk kapni. Ez az az ellenállás érték, ami feltétlen szükséges. Hogy ne tedd tönkre a LED-et semmilyen körülmények között, ajánlatos a 220 Ωos ellenállást használni.

Bekötések:

- A telep bekötésénél ügyeljünk a polaritásra, de itt még mivel nincs ledünk ez nem fontos.
- Az ellenállást teljesen mindegy milyen irányba kötjük be.
- És itt a legérzékenyebb alkatrész. A LED. Bekötése itt található:
Ennél az alkatrésznél kell ügyelni legjobban a helyes bekötésre, mert ha elrontjuk, akkor az nagyvalószínűséggel a LED-ünk halálát fogja okozni.
A LED hosszabbik lába a pozitív, a rövidebbik a negatív. Ezt általában a LED müanyag tokján is meg szokták jelölni, egy kis bevágással.
Ezenfelül a LED-eken szoktak elhelyezni kis bütyköket is a lábán, hogy a forrasztás könnyebb legyen, hisz ha a LED-et beültetjük a nyáklemezünkbe, akkor tövig elsüllyedne benne, egészen a tokig.

Ezt az egyszerű áramkört, még nem szükséges nyáklemezre ültetni, hisz drága a nyák. Ennél bőven elég úgymond a "levegőben" összeforrasztani az alkatrészek lábait.

Tapasztalatok:
Ha jól megnézzük a kapcsolást, tényleg egy áram "kört" kaptunk. Amiben mondhatjuk, hogy körbe-körbe folyik az áram. Ezt az áramkört bárhol megszakítva, tapasztalhatjuk, hogy a LED-ünk nem világít. Nem is, mivel a töltések nem tudnak áthaladni a LED-en, ami következtében az nem fog fényt kibocsátani.


A következő kapcsolásban már beiktatjuk egy kondenzátort az áramkörbe, és megfigyeljük, hogy mi történik.

Áramkör kondenzátorral

Mire lesz szükséged:

• 1 db 220 Ω-os ellenállás
• 1 db LED (mindegy milyen színű)
• 1 db univerzális nyák v. próbanyák
• 1 db 4.5V-os laposelem
• 1 db 100 ľF-os kondenzátor

Nézzük az áramkört:
Nézzük akkor ezt az egyszerű kapcsolást végig.
Van ugyebár egy áramforrásunk bal oldalon, ami nevezetesen egy laposelem. Egy laposelem 4.5V-ot szolgáltat nekünk, de persze csak akkor ha új laposelemünk van.

A laposelem jele az áramkörben:
Aztán van nekünk egy ellenállásunk is aminek ez a jele:
Ezenkívül van egy LED-ünk:
És végül egy kondenzátorunk:

Először építsük meg a fentebb található áramkört, majd kössük rá az elemünkre. A kondenzátor bekötésénél ügyeljünk nagyon a helyes polaritásra!!
Bekapcsolás után, azt fogjuk látni, hogy a led felvillan, majd egy kis idő után elalszik. Ez azért van, mert a kondenzátor egészen addig vezeti az áramot, míg fel nem töltődik.

Ha ezzel készen vagy, vedd ki az elemet, és forraszd ki a kondenzátort is, úgy hogy a kondnezátor lábai ne érjenek össze!
Ezután ha kiforrasztottad a kondit, akkor kösd össze azt a két drótot, amelyik az elemhez ment, és kösd be fordítva a kondit. Ezt az áramkört kellett akkor kapnod:


Figyled meg, hogy amikor a kondit rákötötted az áramkörre, akkor felvillant megint a led, és egy kis idő múltán ki is aludt. Miért is van ez?
Pofon egyszerű. Az elején, az első kapcsolásnál feltöltöttük a kondit. Most megfordítottad, és nem átfolyt rajta az áram, hanem ő viselkedett elemként. És ami töltés benne maradt a kondiban, azt a led "kiszívta" azzal hogy világított. Azaz ki is sütötte a kondit, azaz elhasználta a kondiban előbb raktározott feszültséget.

Bekötések:

- Az előző egyszerű ledes áramkörnél már láttuk a led, elem, ellenállás bekötését. Most már nekünk csak a kondié a fontos.

Ennél az alkatrésznél is ügyelni kell a helyes bekötésre.
A kondenzátoroknál is van rövid-hosszú láb jelzés, de ha mégsem, akkor a kondinak az oldalán van egy kis csík.

Tapasztalatok:
Ebben a kapcsolásban azt ismerhettük meg, hogy miként viselkedik a kondenzátor.

A következő kapcsolásban már tranzisztorunk is lesz, és készíteni fogunk sötétre kapcsoló ledet, meg 2 ledes villogót.

Tranzisztor? Az meg mi??

Mire lesz szükséged:

• 3 db 220 Ω-os ellenállás
• 1 db LED (mindegy milyen színű)
• 1 db univerzális nyák v. próbanyák
• 1 db 4.5V-os laposelem
• 1 db BC182, NPN tranzisztor
• 1 db kapcsoló

Nézzük az áramkört:

Már az előző cikkben megismertük az alkatrészeket, így mostmár nekünk csak a tranzisztor nevezetű jószág lehet ismeretlen!

A tranzisztornak két típusa lehet. Az egyik az NPN, a másik a PNP.
Hogy mi is a különbség a kettő között? Egyszerűen azt mondhatjuk, hogy a NPN tranzisztor, akkor kapcsol be amikor a (+) tápra kötöd a bázisát, a PNP meg mikor a földre vagyik a (-) pontra kötöd a lábát.

Így néz ki egy tranzisztor kapcsrajzon:

B = Bázis (Base)
C = Kollektor (Collector)
E = Emitter

Gondolom meglepődsz, hogy mi ez a marha sok ellenállás.
Hamarosan érteni fogod.

Mit is csinál egy tranzisztor? A tranzisztor egy áram erősítő.
Egy tranzisztornak van egy olyan értéke, mely neked nagyon fontos lesz. Ez pedig az áramerősítési tényező, azaz Béta.
A béta érték egy szorzó. Ha egy tranzsztornak 20-as a bétája, akkor ha 1A áramerősség folyik be a bázis lábán, akkor 20A fog kifele folyni. Ez egy ilyen kis alkatrésznál nagyon nagy szám, nem is képes ekkorára a BC182.

A két áramkörből a felső azt csinálja, hogy mikor zárod a kapcsolót, akkor kialszik a LED. Ha felengeded a kapcsolót, akkor kigyullad a led újra.
Az alsó, pedig ennek az ellentéte. Ha zárod a kapcsolót, világít a LED, ha kikapcsolod, akkor a LED is kikapcsol.

Miért is történik mindez?

Most a felső áramkört elemezzük.
Tulajdnoképpen, a tranzisztor úgy m?ködik az ilyen egyszerű áramkörökben, hogy olyan mint egy kapcsoló. Ha a áram folyik be a bázison, akkor összezárja a kollektorát az emitterével.
Az R1 ellenállás a LED-nek az áraát korlátozza, mert azért sok a LED-nek a 4,5V!
Az R3 ellenállás szabályozza, hogy mennyi áram follyon be a tranzisztor bázisán.
Az R2 ellenállás pedig azért van felkötve a (+) tápra, hogy mikor a kapcsoló nincs lenyomva, akkor a tranzisztornak a bázisát össze kösse a (+) táppal. FONTOS! Azt az ellenállást NEM helyettesítheted dróttal! Mert akkor ha zárod a kapcsolót, rövidrezárod egyből az elemet! Ami rövid időn belül tönkremegy örökre.
Szóval ha nincs zárva a kapcsoló akkor a bázisa a tranzisztornak fel van "kötve" a (+) tápra. Ha zárod a kapcsolót, akkor a tranzisztor bázisa előtt lévő ellenállásnak az R2-vel összekötött pontját a (-) tápra "húzod". Ilyenkor a kapcsoló "erősebben" húzza a tranzisztor bázisát a (-) ponthoz, így az ellenállásunk ilyenkor nem játszik szerepet.

A második áramkört mostmár sztem madad is megfejtheted, miért úgy megy ahogy. Ott tulajdonképpen tükröztük a kapcsolós részt. Ott az ellenállás a (-) pontra húzza a tranzisztor bázisát, és a kapcsoló zárásakor a középső csomópont (+) tápra kerül.

Összegzésül, az első kapcsolásban alapesetben a (+)-on van a tranzisztor bázisa. Zárod a kapcsolót, és átkerül a (-) tápra. Azaz innen is látszik, hogy a BC182 akkor kapcsol, hogyha (+)-on van a bázisa. Ha lehúzod a (-) -ra akkor ő kikapcsolja a ledet.

Végül a BC182-es tranzisztornak a bekötése.:

Egyszerű LED-es villogó

Mire lesz szükséged:

• 2 db 150 Ω-os ellenállás
• 2 db 10 kΩ-os ellenállás
• 2 db LED (mindegy milyen színű)
• 1 db univerzális nyák v. próbanyák
• 1 db 4.5V-os laposelem
• 2 db BC182, NPN tranzisztor
• 2 db 100 µF-os elektrolit kondenzátor (nem kell pont ekkorának lenni, ha nagyobb lassabban fog villogni, ha kisebb akkor gyorsabban)

Nézzük az áramkört:
Gondolom aki most ezt a cikket olvassa, már elolvasta az előző cikkeket, és már nagyon ismeri az alkatrészeket.

Ez az áramkör azt csinálja, hogy amint rákapcsolod az elemet a két LED-et felváltva villogtatja. Nemsokára meg is tudjuk miért képes erre.

Működése:
Ahogy feszültséget kap az áramkör, valamelyik tranzisztor bekapcsol, mivel a két tranzisztor nem teljesen egyforma. Hiába ugyan az a típusa. Az erősítési tényezője egy nagyon picit más. Mivel nem tudnak két tökéletesen egyforma tranzisztort gyártani.

Vegyük úgy, hogy most nekünk a baloldali kapcsol be először. Ahogy bekapcsol elkezd világítani a bal oldali led, mivel a tranziszor vezetővé vált. És abban a pillanatban elkezni tölteni a felső kondenzátort. Amint a kondenzátor feltöltődött annyira, hogy a jobboldali tranzisztornak elérte a bekapcsolásához szükséges feszültségét, bekapcsol a jobb oldali led. Ekkor elkezdi tölteni az alsó kondenzátort. Ahogy az is feltöltődött, bekapcsol ismét a bal oldali. Akkor az megint elkezdi tölteni felső kondenzátort. És ez így tövább... Ettől villog egyfolytában.