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

-

--

-