Hva er en skumringsbryter?
En skumringsbryter styrer lys automatisk etter lysnivå. Den brukes ofte til utelys, markering, styring og enkel automasjon der lyset skal slå seg på når det blir mørkt.
Elektroniske kretser og nettverk · Kapittel 2
Skumringsbryter
I dette kapittelet lærer du hvordan en skumringsbryter bruker en lyssensor og elektroniske komponenter til å slå en lampe av og på automatisk.
Læringsmål
Dette skal du kunne
- forklare hva en skumringsbryter brukes til
- forklare hvordan en LDR virker
- forklare prinsippet bak en spenningsdeler
- forklare hvordan en transistor kan brukes som bryter
- beskrive hvordan en lampe kan styres automatisk etter lysnivå
- forklare hva justering og hysterese betyr på et enkelt nivå
Fagstoff
Dette må du forstå
LDR / lysfølsom motstand
En LDR endrer resistans med lysmengden. Mye lys og lite lys gir ulike resistansverdier, og dermed kan kretsen lage et signal som forteller om det er lyst eller mørkt.
Spenningsdeler
To motstander kan dele en spenning. Hvis den ene motstanden er en LDR, endres målepunktet med lysmengden. Dette signalet kan brukes videre som inngang til en transistor eller styrekrets.
Transistor som bryter
En transistor kan brukes som elektronisk bryter. En liten styrespenning eller styrestrøm kan slå på en større strøm til en LED, lampe eller reléspole.
Relé eller elektronisk utgang
Et relé kan brukes når kretsen skal styre en annen last enn elektronikken tåler direkte. Transistoren kan styre reléspolen, og en diode over spolen kan beskytte transistoren mot spenningsstøt.
Justering av grenseverdi
Et potmeter kan justere når skumringsbryteren skal slå inn. Da kan man bestemme om lampen skal tenne tidlig i skumringen eller først når det er mørkere.
Hysterese
Hysterese betyr at innkoblingspunktet og utkoblingspunktet ikke er helt like. Det hindrer at lampen blinker av og på rundt grensepunktet.
Spenningsdeler
LDR kan lage et lysavhengig signal
+V
Motstand / LDR
Målepunkt
Motstand / LDR
0 V
Når lysmengden endrer LDR-verdien, endres spenningen i målepunktet. Det er dette signalet kretsen kan bruke til å slå lampen av eller på.
Signalgang
Fra innsignal til virkning
Lyst ute
Sensorverdien tilsier at lampen skal være av.
Transistor sperrer
Utgangen får ikke nok styresignal til å koble inn lasten.
Mørkt ute
Sensorverdien passerer grensen som er satt med kretsen eller potmeteret.
Lampe på
Transistoren leder og kan aktivere LED, lampe eller relé.
Skjematisk figur
Fra lysnivå til lampe
Praktisk bruk
Hvor møter du dette?
- Utebelysning som skal slå seg på automatisk når det blir mørkt.
- Øvingskretser der elever ser sammenhengen mellom sensor, signal og utgang.
- Enkle automatiske styringer der omgivelsene bestemmer om en last skal være på.
- Feilsøking på anlegg der sensoren er skitten, skjermet eller feil justert.
Vanlige feil
- LDR kobles feil i spenningsdeleren
- potmeter justeres feil
- transistorbein blandes
- mangler diode over reléspole
- feil polaritet på LED
- for høy strøm gjennom komponenter
- kretsen står og blinker rundt grensepunktet
Kort oppsummert
- En LDR endrer resistans med lysmengden.
- En spenningsdeler kan gjøre sensorverdien om til et signal.
- En transistor kan brukes som elektronisk bryter.
- Et relé kan brukes når kretsen skal styre en større eller annen last.
- Hysterese gir roligere inn- og utkobling.
Oppgaver og refleksjonsspørsmål
- Forklar hvorfor en spenningsdeler passer sammen med en LDR.
- Hva skjer med signalet når lysmengden endrer seg?
- Hvorfor brukes transistoren som bryter i en skumringsbryter?
- Hva kan skje hvis lampen lyser rett på lyssensoren?
- Hvorfor kan hysterese være nyttig i en skumringsbryter?
- Hva kan et potmeter brukes til i denne kretsen?
- Hvorfor kan det være nødvendig med diode over en reléspole?
- Hva bør du sjekke hvis lampen blinker av og på rundt skumring?
- Tegn en enkel signalgang fra lysnivå til lampe.