elektronika praktini rad igra svjetlosti

1

8. RAZRED - ELEKTRONIKA - RJEAVANJE PRAKTINOG ZADATKA

NAZIV TEME: IGRA SVJETLOSTI

Opis Iako su boini i novogodinji praznici ve odavno proli i ne kitimo jelku, svejedno se moemo poigrati s treim svjetlom. Tko zna, moda e netko od vas znati ovaj ureaj iskoristiti i u neke druge svrhe

Zadatak Izraditi ureaj tree svjetlo sa svjetleim diodama (LED).

Svjetlee diode Izgled: Svjetlea dioda ima dva izvoda. Kraa noica je katoda (K), a dua je anoda (A). Gradi se u raznim oblicima, veliinama i bojama . Vidi sliku 1.

Slika 1. Razni oblici i boje LED.

Simbol i oznaka: U shemama se dioda crta s dvije strelice prema vani, a oznaava se s LED. Vidi sliku 2.

Slika 2. Simbol i oznaka svjetlee diode.

Funkcija: U pogledu proputanja struje LED se ponaa kao i svaka druga dioda, proputa struju samo u smjeru anoda-katoda, a obrnuto - ne. Ono to ju ini posebnom je to to kada proputa struju svijetli. Prilikom sijanja LED troi struju koja ovisi o boji diode. Naravno vani su i radni naponi. Vidi tablicu 1.

Boje LED Radni naponi Struje

Plava 3.6 V 5 25 mA

Bijela 3 V 5 20 mA

Zelena 2.0 V 10 40 mA

uta 1.9 V 10 40 mA

Crvena 1.8 V 5 25 mA

Tablica 1.

Da se udovolji navedenim radnim uvjetima LED treba uvijek spajati u seriju s otpornikom. Vidi sliku 3.

Slika 3. LED u strujnom krugu.

2

Vrijednost otpornika raunamo formulom:

LED

LED

I)U-(UR =

R = otpornik za serijski spoj s LED u , U = napon baterije u V, ULED = radni napon izabrane LED (vidi tablicu 1.) u V, ILED = struja kroz izabranu LED (vidi tablicu 1.) u A. Primjer: crvena svjetlea dioda dobro svijetli kada ''vue'' 15mA (0,015A). Spojena je na bateriju od 9V. Koliki mora biti otpor serijskog otpornika?

015,0)8,19(R =

Rjeenje: R = 480 . Napomena: otpornik od 480 se ne proizvodi pa treba uzeti otpornik od 470. elimo li jai sjaj diode tada treba raunati sa strujom od 20mA pa dobivamo za R = 360. Kako provjeriti ispravnost svjetlee diode? Kada ispitujemo ispravnost LED nije uputno mjeriti ih mjernim instrumentom. Naime, neki mjerni instrumenti prilikom mjerenja na pojedinim mjernim opsezima daju struje jae od 20 mA to bi moglo biti pogubno za neke svjetlee diode. Najjednostavnije je postupiti kako slijedi u zadatku 1. Zadatak 1. Za ovaj zadatak biti e ti potrebna baterija od 9 V, otpornik od 470 i bilo koja svjetlea dioda.

Slika 4. Lijevo elektrina shema. Desno montana shema. Nije potrebno lemiti, dijelove slobodno pridravaj prstima (otpor tvoga tijela nee sprijeiti da ispravna dioda zasvijetli). Pripazi na polaritet jer obrnuto spojena dioda ne eli svijetliti. Na ovaj nain ispitaj sve LED koje si dobio/dobila u kompletu. Zadatak 2. Upotrebom ve spomenute formule i odreenih radnih uvjeta iz tablice 1. izraunaj koliko struje prolazi kroz plavu LED kada je spojena na napon od 9V preko otpornika od 470.

Prostor za raunanje:

Rezultat upii na slijedeoj stranici u tablicu 2.

3

Zadatak 3. Elektrino mjerenje Izvri mjerenje struje kroz plavu svjetleu diodu koja je spojena na napon od 9V preko otpornika od 470 . Rezultat upii u tablicu 2. Preporuka je da mjerenje izvede kao na slici 5.

Slika 5. Montana shema mjerenja struje kroz plavu LED. Mjerni instrument ugodi na mjerni opseg

200mA. Napomena: izraunata i izmjerena vrijednost nije ista zbog tolerancije primijenjenih elemenata i tolerancije mjernog instrumenta te zbog stanja istroenosti baterije.

IZRAUNATA struja kroz plavu LED IZMJERENA struja kroz plavu LED

mA mA

Tablica 2. Zadatak 4. Elektrina shema

Slika 5. Elektrina shema treeg svjetla.

4

Popis potrebnih elemenata

R1 = R2 = R3 = R4 = R5

10000 W 5 Otpornici

R6 10 k 1 Trimer-potenciometar

R7 1000 - W 1 Otpornik

R8 = R9 = R10 = R11

560 W 4 Otpornici

C1 = C2 100 F/25V (35V) 2 Elektrolitski kondenzatori

C3 4,7 F/25V (35V) 1 Elektrolitski kondenzator

C4 100 nF 1 Poliesterski kondenzator

T1 = T3 BC337 (ili BC548 ili BC 547) 2 NPN tranzistori

T2 = T4 BC327 (ili BC558 ili BC557) 2 PNP tranzistori

LED1 5mm Zelena 1 Svjetlea dioda

LED2 5mm Plava 1 Svjetlea dioda visokog sjaja

LED3 5mm Crvena 1 Svjetlea dioda

LED4 5mm uta 1 Svjetlea dioda

IC1A/B TL082 (ili LM358) 1 Integrirani sklop

Baterija 9 V 1 Baterija 9 V tipa 6F22 (G6F22M)

NAZIV VRIJEDNOST KOMADA OPIS

PRIPREMA SVJETLEIH DIODA Svjetlee diode zalemi u lanac kao na fotografiji 1.

Fotografija 1. Lanac od etiri svjetlee diode, svaka druga u anti-paralelnom spoju. Uputa za izradu lanca dioda: Od krutih bakrenih ica koje si ponio odrei 4 komada po 60mm plave (ili crne) ice i 4 komada po 60 mm crvene (ili bijele) ice. Sa svake strane svih osam ica skini po 5 mm izolacije. Zamotaj i zalemi jedan kraj otpornika od 560 za katodu (kraa noica) ute LED. Drugi kraj otpornika zamotaj i zalemi za jedan kraj plave ice. Anodu (dua noica) ute LED zamotaj i zalemi za jedan kraj crvene ice. Sve navedeno ponovi za crvenu, plavu i zelenu svjetleu diodu. Sada zalemi etiri LED u anti-paralelni spoj, odnosno zamotaj i zalemi crvenu icu ute LED za spoj

5

otpornika i plave ice crvene LED te zamotaj i zalemi plavu icu ute LED za spoj anode i crvene ice crvene LED. Nastavi na isti nain s nizom crvene LED na plavu LED i s plave LED na zelenu LED. Na kraju ostaju slobodne dvije ice crvena i plava za spoj na eksperimentalnu ploicu na ubadanje. Ispitaj ispravnost spojeva: spoji slobodan kraj plave ice na (-) minus pol baterije od 9V, a slobodan kraj crvene ice spoji na (+) plus pol baterije od 9V. Morale bi svijetliti dvije svjetlee diode, zelena LED i crvena LED. Zamijeni polaritet, odnosno okreni bateriju tako da sada plava ica ide na (+) plus pol , a crvena ica na (-) minus pol baterije. Trebale bi svijetliti druge dvije svjetlee diode, plava LED i uta LED. Lanac dioda je gotov. Montana shema

Slika 6. Montana shema treeg svjetla.

6

Raspored noica nekih elemenata

Slika 7. Raspored noica integriranog sklopa pogled odozgo (sa strane natpisa) i tranzistora pogled sprijeda (sa strane natpisa). Kako je vidljivo, u istom kuitu integriranog sklopa nalaze se dva

operaciona pojaala (IC1A i IC1B).

Uputa za izradu

REDNI BROJ RADNA OPERACIJA RADNI POSTUPAK PRIBOR I ALAT UPUTA ZA RAD

1. Spajanje integriranog sklopa.

Utakni integrirani sklop u rupice eksperimentalne ploice .

Univerzalna eksperimentalna ploica na ubadanje i pinceta.

Noice integriranog sklopa lagano ispravi te ih utakni u rupice eksperimentalne ploice kako je vidljivo na montanoj shemi. Panja! Pripazi kako okree integrirani sklop! Prva noica obiljeena je utorom.

2. Spajanje otpornika. Utakni otpornike u rupice eksperimentalne ploice .


Noice otpornika lagano svini te utakni u rupice eksperimentalne ploice kako je vidljivo na montanoj shemi.

3. Spajanje trimer-potenciometra.

Utakni trimer-potenciometar u rupice eksperimentalne ploice .


Noice namjesti iznad odgovarajuih rupica eksperimentalne ploice i prstom pritisni tijelo trimer-potenciometra.

7

4. Spajanje kondenzatora.

Utakni kondenzatore u rupice eksperimentalne ploice .


Noice kondenzatora lagano svini i utakni u rupice eksperimentalne ploice kako je vidljivo na montanoj shemi. Panja! Elektrolitski kondenzatori su polarizirani.

5. Spajanje tranzistora. Utakni tranzistore u rupice eksperimentalne ploice .


Okreni tranzistore kako je vidljivo na montanoj shemi i utakni noice u odgovarajue rupice eksperimentalne ploice. Panja! Vrlo je vano da ne pobrka noice E B C jer tada ureaj nee raditi kako je zamiljeno, a tranzistori bi mogli pregorjeti. Takoer, pripazi da ne zamijeni NPN i PNP tranzistore. Moglo bi doi do pregaranja tranzistora.

6. Spajanje utikaa baterije.

Utakni izvode utikaa baterije u rupice eksperimentalne ploice .


Crni i crveni izvod utikaa baterije utakni u rupice eksperimentalne ploice kako je vidljivo na montanoj shemi.

7. Spajanje plavih izoliranih bakrenih vodia.

Utakni devet plavih izoliranih bakrenih vodia u rupice eksperimentalne ploice .


Neizolirani dio bakra s devet izoliranih bakrenih vodia plave boje svini i utakni u ploicu kako je vidljivo na montanoj shemi.

8. Spajanje crvenih izoliranih bakrenih vodia.

Utakni sedam crvenih izoliranih bakrenih ica u rupice eksperimentalne ploice .


Neizolirani dio bakra s devet izoliranih bakrenih ica crvene boje svini i utakni u ploicu kako je vidljivo na m. shemi.

8

9. Spajanje LED. Utakni lanac svjetleih dioda.


Neizolirani dio plave i crvene ice lanca dioda utakni u ploicu kako je vidljivo na montanoj shemi.

10. Ugaanje trimer-potenciometra.

Ugodi R6. Plosnati izvija 2mm.

Izvijaem ugodi trimer-potenciometar R6 na polovinu klizne staze.

11. Probni rad. Utakni bateriju. Baterija 9 V i izvija.

Ponovno uglavi izvija u utor trimer-potenciometra te ga zakrei ulijevo i udesno. Brzina izmjena bljeskova bi se trebala mijenjati. Namjesti brzinu koja ti se najvie svia.

12. Eksperiment I. Promijeni kondenzator C3.

Eksperimentalna ploica sa svim nataknutim elementima i baterija.

Ugasi ureaj na nain da skine bateriju. Skini elektrolitski kondenzator C3 od 4,7F i umjesto njega utakni elektrolitski kondenzator od 10F kojega si dobio u kompletu. Vrati bateriju i primijeti to se desilo. U obrani rada obavezno komentiraj to si zamijetio.

13. Eksperiment II. Promijeni kondenzator C3.

Eksperimentalna ploica sa svim nataknutim elementima i baterija.

Ugasi ureaj na nain da skine bateriju. Skini elektrolitski kondenzator C3 od 10F i umjesto njega utakni elektrolitski kondenzator od 2,2F kojega si dobio u kompletu. Vrati bateriju i primijeti to se desilo.

9

Napomena - Kad si zavrio/zavrila pripremi obranu, a zatim pozovi uitelja/uiteljicu da vrednuje rad. - Pedantnost i tonost spajanja pridonijeti e izgledu i funkcionalnosti sklopa. - Pazi na redoslijed radnih operacija. - Vodi brigu o rasporedu pribora, materijala i uputa na radnom mjestu. - Primjeni mjere zatite pri radu. Posebno pripazi kada s noem guli izolaciju i gdje odlae vrue lemilo. Na kraju, vrlo je vano da ne ini spojeve ukratko.

- Ako ima ideju kako poboljati ureaj onda u prostoru za biljeke ukratko opii svoje naravno zamisli, a svakako zapii to si zakljuio/zakljuila nakon mjerenja i eksperimentiranja. Prostor za biljeke i pripremu obrane rada (isplaniraj i zapii to e rei u usmenom prikazu rada):

Ime i prezime uenika/uenice:

Razred: Datum:k

Broj ostvarenih bodova (najvie 50!):

elektronika praktini rad igra svjetlosti

Documents