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Hell- und Dunkelsteuerung mit OPV (OpAmp)

08.12.2018

In dem Experiment #7 wurde eine Hell- bzw. Dunkelsteuerung gebaut, die mehr oder weniger die Helligkeit auf die LED übertragen hat. Hier werden wir eine Schaltung bauen, die ab einer gewissen Menge Licht die LED zum Leuchten bzw. Erlöschen bringt.
Dafür verwenden wir einen Operationsverstärker (OPV), der aber nicht als Verstärker sondern als Komparator verwendet wird.

OPV als Komparator

Anschlüsse des LM741
Abb.: Anschlüsse des LM741

Ein Komparator ist eine Schaltung die zwei Eingangs-Spannungen miteinander vergleicht. Die eine Spannung wird als Referenzspannung Vref (Pin 2) bezeichnet, die andere ist die Eingangsspannung Vin (Pin 3). Wenn nun Vref sich gegenüber Vin ändert, so wird die Polarität am Ausgang (Pin 6) des OPV entweder + (HIGH) oder - (LOW).
Durch den Spannungsteiler von R2 und R5 (LDR) in den unten gezeigten Schaltungen ändert sich nun die Referenzspannung durch den Einfall (oder das Ausbleiben) von Licht.

Verwendete Bauteile

Hellsteuerung

Diese Schaltung erkennt, wenn es hell wird, d.h. es leuchtet eine LED auf, sobald genügend Licht auf den Fotowiderstand fällt.

Schaltplan der Hellsteuerung
Abb.: Schaltplan der Hellsteuerung

Dunkelsteuerung

Diese Schaltung erkennt, wenn es dunkel wird, d.h. es leuchtet eine LED auf, sobald kaum mehr Licht auf den Fotowiderstand fällt. Der Unterschied zur ersten Schaltung ist das Vertauschen der beiden Spannungsteiler an Vref und Vin

Schaltplan der Dunkelsteuerung
Abb.: Schaltplan der Dunkelsteuerung

Empfindlichkeit

Um die Hell- bzw. Dunkelsteuerung den gegebenen Lichtverhältnissen anzupassen, kann man den festen Widerstand R1 mit einem Potentiometer mit 100kΩ ersetzen.

Schaltplan der Dunkelsteuerung mit Potentiometer
Abb.: Schaltplan der Dunkelsteuerung mit Potentiometer