विविध सेमीकंडक्टर रेडिएशन रिसीव्हर्स (फोटोरेसिस्टर, फोटोडायोड्स, फोटोट्रान्सिस्टर्स, फोटोथायरिस्टर्स) चे ऑपरेशन अंतर्गत फोटोइलेक्ट्रिक प्रभावाच्या वापरावर आधारित आहे, ज्यामध्ये रेडिएशनच्या प्रभावाखाली चार्ज वाहकांच्या जोड्या - इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रे तयार होतात. अर्धसंवाहक मध्ये. हे अतिरिक्त वाहक विद्युत चालकता वाढवतात. फोटॉनच्या क्रियेमुळे या अतिरिक्त चालकतेला फोटोकंडक्टिव्हिटी म्हणतात. धातूंमध्ये, फोटोकंडक्टिव्हिटीची घटना व्यावहारिकदृष्ट्या अनुपस्थित आहे, कारण त्यांच्या वहन इलेक्ट्रॉनची एकाग्रता प्रचंड आहे (अंदाजे 1022 सेमी -3) आणि रेडिएशनच्या प्रभावाखाली लक्षणीय वाढ होऊ शकत नाही. काही उपकरणांमध्ये, इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रांच्या फोटोजनरेशनमुळे, एक ईएमएफ उद्भवतो, ज्याला सामान्यतः फोटो-ईएमएफ म्हणतात आणि नंतर ही उपकरणे वर्तमान स्त्रोत म्हणून कार्य करतात. आणि सेमीकंडक्टरमधील इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रांच्या पुनर्संयोजनाच्या परिणामी, फोटॉन तयार होतात आणि विशिष्ट परिस्थितींमध्ये, अर्धसंवाहक उपकरणे रेडिएशन स्त्रोत म्हणून कार्य करू शकतात.
फोटोट्रांझिस्टर हा प्रकाशसंवेदनशील अर्धसंवाहक रेडिएशन रिसीव्हर आहे, जो ट्रान्झिस्टरच्या संरचनेत समान आहे आणि अंतर्गत सिग्नल प्रवर्धन प्रदान करतो. यात फोटोडायोड आणि ट्रान्झिस्टरचा समावेश आहे असे मानले जाऊ शकते. फोटोडिओड हा बेस-कलेक्टर जंक्शनचा प्रकाशित भाग आहे, ट्रान्झिस्टर थेट एमिटरच्या खाली स्थित संरचनेचा भाग आहे. ट्रान्झिस्टरचे फोटोडायोड आणि कलेक्टर जंक्शन संरचनात्मकपणे एकत्र असल्याने, फोटोकरंट कलेक्टर करंटसह बेरीज केला जातो. पुरवठा व्होल्टेजचा पुरवठा केला जातो जेणेकरून कलेक्टर जंक्शन बंद असेल आणि एमिटर जंक्शन खुले असेल. आधार अक्षम केला जाऊ शकतो.
द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरच्या विपरीत, फोटोट्रांझिस्टरचा बेसशी विद्युत संपर्क नसतो आणि बेस करंट त्याच्या प्रदीपन बदलून नियंत्रित केला जातो. या कारणास्तव, फोटोट्रान्सिस्टरमध्ये फक्त दोन टर्मिनल आहेत - एक एमिटर आणि कलेक्टर.
आकृती 2.1 - a) p-n-p संरचनेसह फोटोट्रांझिस्टरची योजनाबद्ध;
ब) सक्रिय मोडमध्ये फोटोट्रान्सिस्टरचा बँड आकृती
अंजीर मध्ये. आकृती 2.1 सक्रिय ऑपरेटिंग मोडमध्ये फोटोट्रांझिस्टर स्विचिंग सर्किट आणि बँड आकृती दर्शविते.
जेव्हा प्रकाश प्रवाह बेसच्या n-क्षेत्रावर आदळतो तेव्हा त्यात असंतुलन इलेक्ट्रॉन आणि छिद्र तयार होतात. छिद्र अल्पसंख्याक वाहक असतील; त्यांच्या एकाग्रतेत वाढ झाल्यामुळे बेसपासून कलेक्टरपर्यंत प्रवाहाच्या प्रवाहाच्या घटकामध्ये वाढ होईल. प्राथमिक "बीज" फोटोकरंटची परिमाण p-n जंक्शनवर आधारित डायोडच्या फोटोकरंटच्या समान गुणोत्तरांमध्ये व्यक्त केली जाईल. फरक एवढाच आहे की फोटोट्रांझिस्टरमधील फोटोक्युरंटमध्ये सहभागी होणारे असंतुलन वाहक बेस क्षेत्रातून गोळा केले जातात, ज्याची रुंदी W प्रसार लांबी L p पेक्षा कमी असते. म्हणून, प्राथमिक "बीज" फोटोकरंटची घनता असेल:
समतुल्य छिद्रे बेसपासून कलेक्टरकडे जातात या वस्तुस्थितीमुळे, बेसवर एमिटरच्या सापेक्ष नकारात्मक चार्ज केला जातो, जो फोटोट्रांझिस्टरच्या एमिटर जंक्शनच्या फॉरवर्ड बायसच्या समतुल्य असतो. जेव्हा एमिटर pn जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड असते, तेव्हा एमिटरपासून बेसवर इंजेक्शन करंट घटक दिसून येतो. एमिटर करंट ट्रान्सफर गुणांक b वर, (1-b) इंजेक्टेड वाहक बेसमध्ये किंवा इंजेक्टेड वाहकांच्या संख्येपेक्षा एक कमी घटकामध्ये पुन्हा एकत्र केले जातात. स्थिर वर्तमान परिस्थितीत, बेसमधील पुनर्संयोजित वाहकांची संख्या प्रारंभिक फोटोकरंटसह सोडलेल्या संख्येइतकी असणे आवश्यक आहे. म्हणून, इंजेक्शन करंट प्राथमिक फोटोक्युरंटपेक्षा कित्येक पटीने जास्त असणे आवश्यक आहे. कलेक्टर करंट I K मध्ये तीन घटक असतील: प्राथमिक फोटोकरंट I f, इंजेक्शन करंट I K0 आणि थर्मल करंट I K0.
I K = I f+v I f =(v+1) I f + I K0 (2.2)
द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरच्या डिझाइन आणि तांत्रिक पॅरामीटर्सद्वारे बेस करंटमधील वाढीसाठी अभिव्यक्तीचा वापर करून, आम्ही प्राप्त करतो:
प्राथमिक फोटोक्युरंट I Ф चे परिमाण ल्युमिनस फ्लक्सच्या पॅरामीटर्सद्वारे आणि सेमीकंडक्टर सामग्रीच्या वैशिष्ट्यांद्वारे प्रमाणित पद्धतीने व्यक्त केले जाते:
जेव्हा बेस प्रकाशित होतो तेव्हा त्यात इलेक्ट्रॉन-होल जोड्या दिसतात. फोटोडायोडमध्ये, प्रसाराच्या परिणामी कलेक्टर जंक्शनपर्यंत पोहोचलेल्या जोड्या जंक्शन फील्डद्वारे विभक्त केल्या जातात, अल्पसंख्याक वाहक बेसपासून कलेक्टरकडे जातात आणि त्यांचा प्रवाह वाढतो. बहुसंख्य वाहक बेसमध्येच राहतात, उत्सर्जकाच्या तुलनेत त्याची क्षमता कमी करतात. या प्रकरणात, एमिटर जंक्शनवर अतिरिक्त फॉरवर्ड व्होल्टेज तयार केले जाते, ज्यामुळे एमिटरपासून बेसवर अतिरिक्त इंजेक्शन होते आणि कलेक्टर करंटमध्ये संबंधित वाढ होते.
आकृती 2.2 - फोटोट्रांझिस्टरचे ऊर्जा आकृती (a) आणि विविध प्रकाश स्तरांवर (b) फोटोट्रांझिस्टरचे वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्ये.
सामान्य एमिटरसह फोटोट्रांझिस्टरचे ऑपरेशन
उदाहरणार्थ, बेससह सामान्य एमिटर बंद असलेल्या सर्किटमध्ये फोटोट्रांझिस्टरचे ऑपरेशन विचारात घ्या. कलेक्टर जंक्शनच्या फोटोकरंटची बेरीज रिव्हर्स कलेक्टर करंटने केली जाते, म्हणून ट्रान्झिस्टर करंटच्या सूत्रामध्ये J K0 ऐवजी, एक ठेवावा
J K0 + J Ф /J = (J K0 + J Ф)/(1-b).
जेव्हा J K 0>>J Ф J =J Ф /(1-b)? inJ Ф, i.e. फोटोट्रांझिस्टरचे फोटोकरंट फोटोडिओडच्या वर्तमानाच्या तुलनेत अनेक वेळा वाढवले जाते. त्यानुसार, संवेदनशीलता अनेक वेळा वाढते. विद्युतप्रवाह 1000 वेळा वाढविला जाऊ शकतो, म्हणून फोटोट्रांझिस्टरची संवेदनशीलता फोटोडायोडपेक्षा कितीतरी पटीने जास्त असते. तथापि, लाभाचे उत्पादन आणि वारंवारता बँड स्थिर असल्याने, मर्यादित वारंवारता अनेक पटींनी कमी होते.
आकृती 2.3 - फोटोट्रांझिस्टरचे समतुल्य सर्किट.
कॅरियर डिफ्यूजनच्या उपस्थितीमुळे यंत्र f = 10-5 -10-6 s चे महत्त्वपूर्ण जडत्व होते. जसजसा आधार अरुंद होतो, तसतसा प्रसार वेळ कमी होतो, परंतु संवेदनशीलता देखील कमी होते. जर्मेनियम फोटोट्रान्सिस्टर्ससाठी SI = 0.2-0.5 A/lm, V स्लेव्ह = 3 V, I गडद = 300 μA, f = 0.2 ms. डिव्हाइस बॉडीमध्ये एक पारदर्शक विंडो प्रदान केली जाते, ज्याद्वारे प्रकाश प्रवाह सहसा फोटोट्रांझिस्टरच्या बेस एरियावर पडतो. प्रकाशसंवेदनशील क्षेत्राचे क्षेत्रफळ 1-3 मिमी 2 आहे.
फोटोट्रांझिस्टर आणि फोटोडिओड ही इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे आहेत जी प्रकाशाला प्रतिसाद देतात.
फोटोट्रान्सिस्टर्सऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक घटक, तसेच फोटोडायोड्स, फोटोरेसिस्टर आणि LEDs च्या वर्गाशी संबंधित आहेत.जेव्हा प्रकाश पडतो फोटोट्रांझिस्टरत्याचे वर्तमान वाढते, ज्यामुळे प्रकाश संवेदक म्हणून फोटोरेसिस्टर वापरणे शक्य होते, जे प्रकाश सिग्नलला इलेक्ट्रिकलमध्ये रूपांतरित करताना, नंतरचे विस्तारित करते.
फोटोट्रांझिस्टरचा आधार अर्धसंवाहक सिंगल क्रिस्टल आहे, जो पारदर्शक संरक्षणात्मक गृहनिर्माण किंवा पारदर्शक खिडकी असलेल्या गृहनिर्माणमध्ये बंद आहे. घरांची पारदर्शकता प्रकाश किरणोत्सर्गासाठी फोटोट्रांझिस्टर बेसची प्रवेशयोग्यता सुनिश्चित करते, ज्यामुळे प्रकाशाचा वापर करून विद्युत प्रवाह नियंत्रित करणे शक्य होते.
बेसवर प्रकाशाच्या घटनेच्या अनुपस्थितीत, फोटोट्रांझिस्टरमधून एक लहान प्रवाह वाहतो, जो सामान्यतः दहापट नॅनोअँपीयर (nA) पेक्षा जास्त नसतो. या प्रवाहाला गडद प्रवाह म्हणतात. गडद प्रवाहाच्या परिमाण व्यतिरिक्त, फोटोट्रान्सिस्टर्स अविभाज्य संवेदनशीलता द्वारे दर्शविले जातात - घटना प्रकाशाच्या विशालतेच्या फोटोकरंटचे गुणोत्तर.
फोटोट्रान्सिस्टर्समध्ये तीन किंवा दोन टर्मिनल असू शकतात, नंतरच्या प्रकरणात फक्त एक कलेक्टर आणि एक एमिटर वापरला जातो. दोन-टर्मिनल फोटोट्रान्सिस्टरला जोडणे हे पारंपारिक फोटोडिओडला जोडण्यासारखेच आहे, ज्याचा वापर अनेकदा आधार म्हणून केला जातो. फोटो सेन्सररोबोट्सवर.
फोटोडायोडएक डायोड आहे ज्यामध्ये अर्धसंवाहक जंक्शनवर प्रकाशाचा प्रभाव पाडणे शक्य आहे. प्रकाशाच्या एक्सपोजरमुळे फोटोडायोड टर्मिनल्सवर व्होल्टेज किंवा फोटोडिओड कनेक्ट केलेल्या सर्किटमध्ये विद्युत प्रवाह निर्माण होतो.
 आकृत्यांवर फोटोडायोड्सचे पदनाम |
फोटोट्रान्सिस्टर्सच्या विपरीत, फोटोडायोड्स केवळ प्रकाशाला विद्युत प्रवाहात रूपांतरित करतात, परंतु ते वाढवत नाहीत. याव्यतिरिक्त, फोटोट्रान्सिस्टर्समध्ये फोटोडायोड्सपेक्षा जास्त संवेदनशीलता असते - शेकडो मिलीअँप प्रति लुमेनच्या क्रमाने.
फोटोट्रान्सिस्टर्स आणि फोटोडायोड्सचे एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे वर्णक्रमीय श्रेणी ज्यामध्ये त्यांची सर्वात जास्त संवेदनशीलता असते. प्रकाश लहरींच्या दृश्यमान श्रेणीमध्ये कार्यरत फोटोट्रान्सिस्टर्स व्यतिरिक्त, इन्फ्रारेड फोटोट्रान्सिस्टर्स (आयआर फोटोट्रान्सिस्टर्स) सामान्य आहेत.
फोटोट्रान्झिस्टरहे एक आंतरिक प्रवर्धित सॉलिड-स्टेट सेमीकंडक्टर उपकरण आहे जे अॅनालॉग किंवा डिजिटल सिग्नल प्रदान करण्यासाठी वापरले जाते. फोटोट्रान्सिस्टर्स जवळजवळ सर्व इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये वापरले जातात ज्यांचे कार्य, एक किंवा दुसर्या मार्गाने, प्रकाशावर अवलंबून असते, उदाहरणार्थ, स्मोक डिटेक्टर, लेसर रडार आणि रिमोट कंट्रोल सिस्टम.
फोटोट्रान्सिस्टर्स केवळ सामान्य प्रकाशालाच नव्हे तर इन्फ्रारेड आणि अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाला देखील प्रतिसाद देण्यास सक्षम आहेत. फोटोट्रान्सिस्टर्स अधिक संवेदनशील असतात आणि फोटोडायोड्सपेक्षा जास्त विद्युत प्रवाह निर्माण करतात.
फोटोट्रांझिस्टर डिझाइन
तुम्हाला माहिती आहेच, ट्रान्झिस्टरचा सर्वात सामान्य प्रकार म्हणजे द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर. फोटोट्रान्सिस्टर्स हे सहसा द्विध्रुवीय NPN प्रकारची उपकरणे असतात.
पारंपारिक द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर प्रकाशासाठी अत्यंत संवेदनशील असतात हे असूनही, प्रकाश स्रोतासह स्पष्ट ऑपरेशनसाठी फोटोट्रान्सिस्टर्स अतिरिक्तपणे ऑप्टिमाइझ केले जातात. पारंपारिक ट्रान्झिस्टरच्या तुलनेत त्यांच्याकडे मोठा बेस आणि कलेक्टर क्षेत्र आहे. नियमानुसार, त्यांच्याकडे प्रकाशासाठी पारदर्शक खिडकीसह अपारदर्शक गडद शरीर आहे.
बहुतेक फोटोट्रान्सिस्टर्स सेमीकंडक्टर सिंगल क्रिस्टल (सिलिकॉन, जर्मेनियम) पासून बनविलेले असतात, जरी जटिल प्रकारच्या सेमीकंडक्टर सामग्रीच्या आधारावर फोटोट्रान्सिस्टर्स तयार केले जातात, उदाहरणार्थ, गॅलियम आर्सेनाइड.
फोटोट्रांझिस्टरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत
ठराविक ट्रान्झिस्टरमध्ये कलेक्टर, एमिटर आणि बेस असतो. फोटोट्रांझिस्टरच्या ऑपरेशनमध्ये, सामान्यत: बेस टर्मिनल डिस्कनेक्ट केलेले राहते कारण प्रकाश विद्युत सिग्नल तयार करतो ज्यामुळे विद्युतप्रवाह फोटोट्रांझिस्टरमधून प्रवाहित होतो.
बेस बंद केल्यावर, फोटोट्रांझिस्टरचे कलेक्टर जंक्शन रिव्हर्स बायस्ड असते आणि एमिटर जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड असते. प्रकाश बेसवर येईपर्यंत फोटोट्रांझिस्टर निष्क्रिय राहतो. प्रकाश फोटोट्रान्सिस्टरला सक्रिय करतो, इलेक्ट्रॉन आणि वहन छिद्र तयार करतो - चार्ज वाहक, परिणामी कलेक्टर - एमिटरमधून विद्युत प्रवाह वाहतो.
फोटोट्रांझिस्टर वाढणे
फोटोट्रांझिस्टरची ऑपरेटिंग श्रेणी थेट त्याच्या प्रदीपनच्या तीव्रतेवर अवलंबून असते, कारण बेसची सकारात्मक क्षमता यावर अवलंबून असते.
घटनेतील फोटॉन्समधील बेस करंट ट्रान्झिस्टरच्या सहाय्याने वाढविला जातो जो अनेक शंभर ते अनेक हजार युनिट्सपर्यंत बदलतो. हे लक्षात घ्यावे की 50 ते 100 च्या वाढीसह फोटोट्रांझिस्टर फोटोडिओडपेक्षा अधिक संवेदनशील आहे.
डार्लिंग्टन फोटोट्रान्सिस्टर वापरून अतिरिक्त सिग्नल प्रवर्धन प्रदान केले जाऊ शकते. डार्लिंग्टन फोटोट्रांझिस्टर हा एक फोटोट्रान्सिस्टर आहे ज्याचे आउटपुट (एमिटर) दुसऱ्या द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरच्या पायाशी जोडलेले आहे. डार्लिंग्टन फोटोट्रान्सिस्टरचे योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व:
हे कमी प्रकाशाच्या पातळीवर उच्च संवेदनशीलतेसाठी अनुमती देते, कारण ते दोन ट्रान्झिस्टरच्या बरोबरीचे वास्तविक लाभ देते. दोन प्रवर्धन टप्पे 100,000 पर्यंत वाढ करू शकतात. तथापि, हे लक्षात घेतले पाहिजे की डार्लिंग्टन फोटोट्रान्सिस्टरला पारंपारिक फोटोट्रांझिस्टरपेक्षा कमी प्रतिसाद आहे.
फोटोट्रांझिस्टर कनेक्ट करण्यासाठी मूलभूत सर्किट्स
कॉमन एमिटर एम्पलीफायर सर्किट
या प्रकरणात, एक आउटपुट सिग्नल व्युत्पन्न केला जातो जो फोटोट्रांझिस्टर प्रकाशित होताना उच्च स्थितीतून निम्न स्थितीत संक्रमण करतो.
हे सर्किट पॉवर स्त्रोत आणि फोटोट्रांझिस्टरचे कलेक्टर यांच्यातील रेझिस्टरला जोडून प्राप्त केले जाते. कलेक्टरमधून आउटपुट व्होल्टेज काढून टाकले जाते.
सामान्य कलेक्टर अॅम्प्लीफायर सर्किट
एक कॉमन-कलेक्टर अॅम्प्लीफायर आउटपुट सिग्नल व्युत्पन्न करतो, जेंव्हा फोटोट्रांझिस्टर प्रकाशित होतो, तेव्हा निम्न स्थितीतून उच्च स्थितीत संक्रमण होते.
विद्युत पुरवठा (ग्राउंड) च्या एमिटर आणि ऋणामधील रेझिस्टरला जोडून सर्किट तयार केले जाते. आउटपुट सिग्नल एमिटरकडून घेतला जातो.
दोन्ही प्रकरणांमध्ये, फोटोट्रांझिस्टर दोन मोडमध्ये वापरले जाऊ शकते, सक्रिय मोड आणि स्विचिंग मोड.
- सक्रिय मोडमध्ये ऑपरेशनचा अर्थ असा आहे की फोटोट्रांझिस्टर त्याच्या प्रदीपन डिग्रीच्या प्रमाणात आउटपुट सिग्नल तयार करतो. जेव्हा प्रकाशाचे प्रमाण एका विशिष्ट पातळीपेक्षा जास्त होते, तेव्हा फोटोट्रांझिस्टर संतृप्त होते आणि आउटपुट सिग्नल यापुढे वाढणार नाही, जरी प्रकाशात आणखी वाढ झाली तरी. फोटोट्रांझिस्टरच्या ऑपरेशनची ही पद्धत अशा उपकरणांमध्ये उपयुक्त आहे जिथे तुलना करण्यासाठी दोन प्रदीपन थ्रेशोल्डमध्ये फरक करणे आवश्यक आहे.
- स्विचिंग मोडमध्ये कार्य करणे म्हणजे फोटोट्रांझिस्टर एकतर "ऑफ" (कटऑफ) किंवा चालू (संतृप्त) असेल. जेव्हा आपल्याला डिजिटल आउटपुट सिग्नल प्राप्त करण्याची आवश्यकता असते तेव्हा हा मोड उपयुक्त आहे.
अॅम्प्लीफायर सर्किटमध्ये लोड रेझिस्टरचा प्रतिकार बदलून, तुम्ही दोन ऑपरेटिंग मोडपैकी एक निवडू शकता. आवश्यक रेझिस्टर मूल्य खालील समीकरणे वापरून निर्धारित केले जाऊ शकते:
- सक्रिय मोड: Vcc> R x I
- मोड स्विच: Vcc
स्विचिंग मोड ऑपरेशनसाठी, सामान्यतः 5 kOhm किंवा त्याहून अधिक प्रतिरोधक प्रतिरोधक वापरला जातो. स्विचिंग मोडमधील उच्च पातळीचे आउटपुट व्होल्टेज (लॉग.1) पुरवठा व्होल्टेजच्या बरोबरीचे असेल. कमी पातळीचे आउटपुट (लॉग.0) 0.8 व्होल्टपेक्षा जास्त नसावे.
मल्टीव्हायब्रेटर.
पहिला सर्किट सर्वात सोपा मल्टीव्हायब्रेटर आहे. साधेपणा असूनही, त्याची व्याप्ती खूप विस्तृत आहे. कोणतेही इलेक्ट्रॉनिक उपकरण त्याशिवाय पूर्ण होत नाही.
पहिली आकृती त्याचे सर्किट डायग्राम दर्शवते.
LEDs लोड म्हणून वापरले जातात. मल्टीव्हायब्रेटर काम करत असताना, LEDs स्विच होतात.
असेंब्लीसाठी आपल्याला कमीतकमी भागांची आवश्यकता असेल:
1. प्रतिरोधक 500 ओहम - 2 तुकडे
2. प्रतिरोधक 10 kOhm - 2 तुकडे
3. 16 व्होल्टसाठी इलेक्ट्रोलाइटिक कॅपेसिटर 47 uF - 2 तुकडे
4. ट्रान्झिस्टर KT972A - 2 तुकडे
5. एलईडी - 2 तुकडे
KT972A ट्रान्झिस्टर हे संमिश्र ट्रान्झिस्टर आहेत, म्हणजेच त्यांच्या घरामध्ये दोन ट्रान्झिस्टर आहेत आणि ते अत्यंत संवेदनशील आहे आणि उष्णता सिंकशिवाय लक्षणीय प्रवाह सहन करू शकते.
एकदा आपण सर्व भाग खरेदी केल्यावर, सोल्डरिंग लोहाने स्वत: ला सज्ज करा आणि एकत्र करणे सुरू करा. प्रयोग करण्यासाठी, तुम्हाला मुद्रित सर्किट बोर्ड बनवण्याची गरज नाही; तुम्ही पृष्ठभाग-माऊंट इन्स्टॉलेशन वापरून सर्वकाही एकत्र करू शकता. चित्रांमध्ये दाखवल्याप्रमाणे सोल्डर.
एकत्र केलेले उपकरण कसे वापरायचे ते तुमची कल्पनाशक्ती सांगू द्या! उदाहरणार्थ, LEDs ऐवजी, तुम्ही रिले स्थापित करू शकता आणि अधिक शक्तिशाली लोड स्विच करण्यासाठी या रिलेचा वापर करू शकता. आपण प्रतिरोधक किंवा कॅपेसिटरची मूल्ये बदलल्यास, स्विचिंग वारंवारता बदलेल. वारंवारता बदलून तुम्ही डायनॅमिक्समधील चीक पासून अनेक सेकंदांसाठी विराम देण्यापर्यंत खूप मनोरंजक प्रभाव प्राप्त करू शकता.
फोटो रिले.
आणि हा एक साधा फोटो रिलेचा आकृती आहे. डीव्हीडी ट्रे आपोआप प्रकाशित करण्यासाठी, प्रकाश चालू करण्यासाठी किंवा अंधाऱ्या कोठडीत घुसखोरी विरूद्ध अलार्म करण्यासाठी हे उपकरण तुम्हाला पाहिजे तेथे यशस्वीरित्या वापरले जाऊ शकते. दोन योजनाबद्ध पर्याय दिले आहेत. एका अवतारात, सर्किट प्रकाशाद्वारे सक्रिय होते आणि दुसर्‍यामध्ये त्याच्या अनुपस्थितीद्वारे.
हे असे कार्य करते: LED मधून प्रकाश फोटोडायोडवर आदळला की, ट्रान्झिस्टर उघडेल आणि LED-2 चमकू लागेल. ट्रिमिंग रेझिस्टर वापरून डिव्हाइसची संवेदनशीलता समायोजित केली जाते. फोटोडायोड म्हणून, तुम्ही जुन्या बॉल माऊसमधून फोटोडायोड वापरू शकता. LED - कोणतेही इन्फ्रारेड LED. इन्फ्रारेड फोटोडायोड आणि एलईडीचा वापर दृश्यमान प्रकाशाचा हस्तक्षेप टाळेल. कोणताही LED किंवा अनेक LEDs ची साखळी LED-2 म्हणून योग्य आहे. एक इनॅन्डेन्सेंट दिवा देखील वापरला जाऊ शकतो. आणि जर तुम्ही एलईडी ऐवजी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रिले स्थापित केले तर तुम्ही शक्तिशाली इनॅन्डेन्सेंट दिवे किंवा काही यंत्रणा नियंत्रित करू शकता.
आकडे दोन्ही सर्किट, ट्रान्झिस्टर आणि एलईडीचे पिनआउट (पायांचे स्थान) तसेच वायरिंग आकृती दर्शवतात.
जर फोटोडिओड नसेल तर तुम्ही जुना MP39 किंवा MP42 ट्रान्झिस्टर घेऊ शकता आणि कलेक्टरच्या समोरील त्याचे घर याप्रमाणे कापू शकता:
फोटोडायोड ऐवजी, ट्रान्झिस्टरचे p-n जंक्शन सर्किटमध्ये समाविष्ट करणे आवश्यक आहे. कोणते चांगले काम करेल हे तुम्हाला प्रायोगिकरित्या ठरवावे लागेल.
TDA1558Q चिपवर आधारित पॉवर अॅम्प्लिफायर.
या अॅम्प्लीफायरमध्ये 2 X 22 वॅट्सची आउटपुट पॉवर आहे आणि नवशिक्या हॅम्सची प्रतिकृती तयार करणे पुरेसे सोपे आहे. हे सर्किट तुमच्यासाठी होममेड स्पीकरसाठी, किंवा घरगुती संगीत केंद्रासाठी उपयुक्त ठरेल, जे जुन्या MP3 प्लेयरवरून बनवता येते.
ते एकत्र करण्यासाठी आपल्याला फक्त पाच भागांची आवश्यकता असेल:
1. मायक्रोसर्कीट - TDA1558Q
2. कॅपेसिटर 0.22 uF
3. कॅपेसिटर 0.33 uF – 2 तुकडे
4. 16 व्होल्ट्सवर इलेक्ट्रोलाइटिक कॅपेसिटर 6800 uF
मायक्रोसर्किटमध्ये बर्‍यापैकी उच्च आउटपुट पॉवर आहे आणि ते थंड करण्यासाठी रेडिएटरची आवश्यकता असेल. तुम्ही प्रोसेसरमधून हीटसिंक वापरू शकता.
मुद्रित सर्किट बोर्डचा वापर न करता संपूर्ण असेंबली पृष्ठभाग माउंटिंगद्वारे केली जाऊ शकते. प्रथम, आपल्याला मायक्रोक्रिकिटमधून पिन 4, 9 आणि 15 काढण्याची आवश्यकता आहे. ते वापरले जात नाहीत. जर तुम्ही पिन तुमच्याकडे तोंड करून आणि खुणा वरच्या बाजूने धरून धरल्या तर ते डावीकडून उजवीकडे मोजले जातात. नंतर काळजीपूर्वक लीड्स सरळ करा. पुढे, बेंड पिन 5, 13 आणि 14 वर, हे सर्व पिन पॉवर पॉझिटिव्हशी जोडलेले आहेत. पुढील पायरी म्हणजे पिन 3, 7 आणि 11 खाली वाकणे - हे पॉवर सप्लाय मायनस किंवा "ग्राउंड" आहे. या हाताळणीनंतर, थर्मल कंडक्टिव पेस्ट वापरून हीट सिंकमध्ये चिप स्क्रू करा. चित्रे वेगवेगळ्या कोनातून इन्स्टॉलेशन दर्शवतात, परंतु तरीही मी स्पष्ट करेन. पिन 1 आणि 2 एकत्र सोल्डर केले जातात - हे योग्य चॅनेलचे इनपुट आहे, त्यांना 0.33 µF कॅपेसिटर सोल्डर करणे आवश्यक आहे. पिन 16 आणि 17 सह हेच केले जाणे आवश्यक आहे. इनपुटसाठी सामान्य वायर वजा वीज पुरवठा किंवा ग्राउंड आहे.
तांत्रिक प्रगतीमुळे लोकांचे जीवन अधिकाधिक आरामदायक होत आहे. या उद्देशासाठी, नवीन उपकरणे शोधली जात आहेत जी लोकांच्या उपस्थितीशिवाय आणि सहभागाशिवाय क्रिया करतात.
असे एक साधन एक साधा फोटो रिले आहे. आपण स्टोअरमध्ये असे डिव्हाइस खरेदी करू शकता, परंतु ते स्वतः बनविणे अधिक मनोरंजक आणि किफायतशीर आहे.
दिवसाच्या वेगवेगळ्या वेळी दिवे चालू किंवा बंद करण्यासाठी फोटो रिले वापरला जाऊ शकतो. उदाहरणार्थ, जेव्हा अंधार होतो, तेव्हा डिव्हाइस लाइटिंग चालू करते आणि पहाटे ते बंद होते. हे अपार्टमेंट इमारतीच्या प्रवेशद्वारावर किंवा आपल्या स्वतःच्या देशाच्या साइटवर देखील वापरले जाऊ शकते.
हे फोटो रिलेसह मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते, जे स्वायत्त मोडमध्ये प्रकाश चालू आणि बंद करते. असे उपकरण “स्मार्ट होम” मध्ये वापरले जाऊ शकते. त्याच वेळी, फोटो रिले वापरुन आपण केवळ प्रकाश नियंत्रित करू शकत नाही, परंतु पट्ट्या देखील उघडू शकता किंवा खोलीला हवेशीर करू शकता. हे लक्षात घ्यावे की हे उपकरण घराच्या सुरक्षा प्रणालीसाठी स्थापित केले जाऊ शकते.
आपल्या स्वत: च्या हातांनी साध्या फोटो रिलेचे सर्किट समजून घेऊया
सर्वात सोप्या फोटो रिले सर्किटमध्ये दोन ट्रान्झिस्टर, एक फोटोरेसिस्टर, एक रिले, डायोड आणि व्हेरिएबल रेझिस्टर असतात. केटी 315 बी प्रकारची उपकरणे वापरली जातात, संमिश्र ट्रान्झिस्टरच्या सर्किटनुसार जोडलेली असतात, ज्याचा भार रिले विंडिंग आहे. या सर्किटमध्ये उच्च लाभ आणि उच्च इनपुट प्रतिरोध आहे, जे त्यास उच्च प्रतिकारांसह फोटोरेझिस्टर समाविष्ट करण्यास अनुमती देते. 
कलेक्टर आणि पहिल्या ट्रान्झिस्टरच्या बेस दरम्यान जोडलेल्या फोटोरेसिस्टरच्या वाढत्या प्रदीपनसह, हा ट्रान्झिस्टर आणि ट्रान्झिस्टर क्रमांक 2 उघडतो. दुस-या ट्रान्झिस्टरच्या कलेक्टर सर्किटमध्ये वर्तमान दिसण्याच्या परिणामी, रिले कार्य करेल, जे त्याच्या संपर्कांसह, त्याच्या सेटिंग्जवर अवलंबून, लोड चालू किंवा बंद करेल.
रिले बंद केल्यावर सेल्फ-इंडक्शन ईएमएफच्या प्रभावापासून सर्किटचे संरक्षण करण्यासाठी, KD522 प्रकाराचा संरक्षक डायोड समाविष्ट केला जातो. सर्किटची संवेदनशीलता समायोजित करण्यासाठी, 10 kOhm च्या नाममात्र मूल्यासह व्हेरिएबल ट्रान्झिस्टर पहिल्या ट्रान्झिस्टरच्या बेस आणि एमिटर दरम्यान जोडलेले आहे.
निवासी आणि उपयुक्तता खोल्यांमध्ये स्थापनेव्यतिरिक्त, वॉक-थ्रू प्लॅटफॉर्मचा वापर केला जातो. कनेक्शन आकृती प्रकाश प्रणालीच्या पिनच्या संख्येवर अवलंबून असते.
इलेक्ट्रिकल नेटवर्कला ओव्हरलोड आणि शॉर्ट सर्किटपासून संरक्षित करण्यासाठी मशीन्स इलेक्ट्रिकल पॅनेलमध्ये स्थापित केल्या जातात - यात हे समाविष्ट आहे.
असा फोटो रिले 5 - 15 V च्या DC व्होल्टेज स्रोतातून चालविला जाऊ शकतो. या प्रकरणात, 6 व्होल्टच्या स्त्रोत व्होल्टेजसह, RES 9 किंवा RES 47 प्रकारचे रिले वापरले जातात आणि 12 V च्या पुरवठा व्होल्टेजसह , रिले RES 15 किंवा RES 49 वापरले जातात.
सर्किट माउंट करण्यासाठी, आपण एक विशेष बोर्ड तयार करू शकता, शक्य असल्यास मुद्रित सर्किट बोर्ड. नंतर बोर्डला रिले, ट्रान्झिस्टर, एक व्हेरिएबल रेझिस्टर जोडा, सर्किट घटकांच्या टर्मिनल्ससाठी छिद्र करा आणि माउंटिंग वायर आणि वापरून योग्य कनेक्शन करा.
इनॅन्डेन्सेंट दिवा वापरून छायांकित खोलीत सर्किट स्थापित केले जाऊ शकते, ज्यामधून प्रकाश प्रवाह समायोजित केला जाऊ शकतो.
आवश्यक प्रदीपन वेळी, सर्किटचा प्रतिसाद थ्रेशोल्ड व्हेरिएबल रेझिस्टर वापरून निवडला जातो. भविष्यात प्रतिसाद थ्रेशोल्ड समायोजित करण्याची योजना नसल्यास, व्हेरिएबलऐवजी, एक स्थिर सेट केला जातो, ज्याचा प्रतिकार समायोजन दरम्यान प्राप्त झालेल्या मूल्याशी संबंधित असतो.
आधुनिक डिव्हाइसवर असेंब्ली पद्धत
अधिक जटिल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे वापरताना, आपण होममेड फोटो रिले एकत्र करू शकता, ज्यामध्ये फक्त तीन घटक समाविष्ट आहेत. असे सर्किट TeccorElectronics Q6004LT (quad) च्या एकात्मिक सेमीकंडक्टर उपकरणावर एकत्र केले जाऊ शकते, ज्यामध्ये अंगभूत डायनिस्टर आहे. अशा यंत्रामध्ये 4 A चे ऑपरेटिंग वर्तमान आणि 600 V चे ऑपरेटिंग व्होल्टेज असते.
फोटो रिले कनेक्शन डायग्राममध्‍ये Q6004LT डिव्हाइस, फोटोरेसिस्टर आणि पारंपारिक रेझिस्टर यांचा समावेश होतो. सर्किट 220 V नेटवर्कवरून चालवले जाते. प्रकाशाच्या उपस्थितीत, फोटोरेसिस्टरचा प्रतिकार कमी असतो (अनेक kOhms), आणि क्वाडच्या कंट्रोल इलेक्ट्रोडवर खूप कमी व्होल्टेज असते. चतुर्भुज बंद आहे आणि त्याच्या लोडमधून कोणतेही विद्युत प्रवाह वाहत नाहीत, जे दिवे लावू शकतात.
जसजसे प्रदीपन कमी होईल तसतसे फोटोरेसिस्टरचा प्रतिकार वाढेल आणि कंट्रोल इलेक्ट्रोडवर येणार्‍या व्होल्टेज डाळी देखील वाढतील. जेव्हा व्होल्टेज अॅम्प्लिट्यूड 40 V पर्यंत वाढते, तेव्हा ट्रायक उघडेल, लोड सर्किटमधून विद्युत प्रवाह चालू होईल आणि प्रकाश चालू होईल.
सर्किट कॉन्फिगर करण्यासाठी रेझिस्टरचा वापर केला जातो. त्याच्या प्रतिकाराचे प्रारंभिक मूल्य 47 kOhm आहे. आवश्यक प्रदीपन थ्रेशोल्ड आणि वापरलेल्या फोटोरेझिस्टरच्या प्रकारावर अवलंबून प्रतिरोध मूल्य निवडले जाते. फोटोरेसिस्टरचा प्रकार गंभीर नाही. उदाहरणार्थ, SF3-1, FSK-7 किंवा FSK-G1 प्रकारचे घटक फोटोरेसिस्टर म्हणून वापरले जाऊ शकतात.
हे जाणून घेण्यासाठी तुम्हाला मास्टर असण्याची गरज नाही... तुम्हाला फक्त ब्रेकडाउन योग्यरित्या कसे ओळखायचे आणि ते दुरुस्त करण्यासाठी काही सोप्या नियम लक्षात ठेवणे आवश्यक आहे.
आधुनिक वीज पुरवठा प्रणाली अपार्टमेंटमधून किंवा ते तीन-वायर वायरिंग प्रदान करते. खात्यात अशा अटी घेऊन, आणि स्थापित आहेत.
शक्तिशाली Q6004LT डिव्हाइस वापरणे आपल्याला फोटो रिलेशी 500 W पर्यंतचे लोड कनेक्ट करण्याची परवानगी देते आणि अतिरिक्त रेडिएटर वापरताना, ही शक्ती 750 W पर्यंत वाढवता येते. फोटो रिलेची लोड पॉवर आणखी वाढविण्यासाठी, आपण 6, 8, 10 किंवा 15 ए च्या ऑपरेटिंग प्रवाहांसह क्वाड वापरू शकता.
अशा प्रकारे, या योजनेचा फायदा, वापरलेल्या भागांच्या लहान संख्येव्यतिरिक्त, वेगळ्या वीज पुरवठ्याची आवश्यकता नसणे आणि विद्युत उर्जेच्या शक्तिशाली ग्राहकांना स्विच करण्याची क्षमता.
सर्किट घटकांच्या लहान संख्येमुळे या सर्किटची स्थापना करणे विशेषतः कठीण नाही. सर्किटच्या स्थापनेमध्ये सर्किट चालवण्यासाठी इच्छित थ्रेशोल्ड निश्चित करणे समाविष्ट आहे आणि ते मागील सर्किट प्रमाणेच केले जाते.
निष्कर्ष:
- विविध स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालींमध्ये, बहुतेकदा लाइटिंग सिस्टममध्ये, फोटो रिले वापरले जातात.
- सेन्सर म्हणून फोटोरेसिस्टर, फोटोडायोड्स आणि फोटोट्रान्सिस्टर्स वापरून अनेक भिन्न फोटो रिले सर्किट्स आहेत.
- सर्वात सोपा फोटो रिले सर्किट, ज्यामध्ये कमीतकमी भाग असतात, आपल्या स्वत: च्या हातांनी एकत्र केले जाऊ शकतात.
होममेड फोटो रिले एकत्र करण्याच्या उदाहरणासह व्हिडिओ
