Дялове

Сензорите в електрониката

Сензорите в електрониката

Образователен комплект OPITEC 118.406 · девет сензора на една макетна платка — вода, допир, време, светлина, топлина
Цъкни комплекта, за да започнеш
Дял AСписък по инструкцията на OPITEC 118.406

Какво има в комплекта?

1Макетна платка1 бр.83×55
2Щипки за батерията2 бр.6,3
3Резистор 120 Ω (ограничаващ)1 бр.
4Резистор 1,8 kΩ1 бр.
5Резистор 2,2 kΩ1 бр.
6Резистор 6,8 kΩ1 бр.
7Термистор 4,7 kΩ (NTC)1 бр.
8Фоторезистор (LDR)1 бр.
9Транзистор BC 548C2 бр.
10Електролитен кондензатор 1000 µF1 бр.
11Червен светодиод1 бр.ø5
12Тример 10 kΩ, хоризонтален1 бр.
13Монтажен проводник, червен и черен2 бр.500
Инструменти: инструмент за оголване на проводник · клещи резачки. Номерата са същите като в схемите.
Един комплект стига за двойка ученици. Ако групите са повече от бройките, дайте им ЕДИН опит на група и после ги разменете — всяка група показва своя.
BСхемите са на OPITEC 118.406 · заглавията и въпросите са наши

Как стига токът до платката?

три начина за свързване към батерията
три начина за свързване към батерията
Два проводника от батерията: увити, с щипки или с крокодили.
Правилото се казва веднъж тук и важи за целия комплект: първо схемата, накрая батерията.
BСхемите са на OPITEC 118.406 · заглавията и въпросите са наши

Колко проводника ще трябват?

дължини на проводниците
дължини на проводниците
Отрежете ги наведнъж по чертежа и оголете двата края на всеки.
CСхемите са на OPITEC 118.406 · заглавията и въпросите са наши

Опит 1: сензор за вода

опит 1 — два проводника на 10 mm един от друг
опит 1 — два проводника на 10 mm един от друг
Двата сензорни проводника влизат в чашата на около 10 mm един от друг. Буквите и цифрите са напечатани по ръба на платката.
Какво ще стане, щом потопим двата проводника във водата?
През сензорния проводник тече около 2 mA — твърде малко, за да запали светодиод. Затова има транзистор: той превръща слабия ток в силен. Това е и определението за сензорна схема.
CСхемите са на OPITEC 118.406 · заглавията и въпросите са наши

Опит 2: две нива в една чаша

опит 2 — два датчика в една чаша
опит 2 — два датчика в една чаша
Две еднакви схеми, всяка със свой светодиод и свои проводници.
Как ще познаем КОЛКО е пълна чашата?
Оттук се стига до истинската употреба: сигнализация за препълване, датчик за ниво в казан, аларма за наводнен мазе. Питайте класа къде са виждали уред, който казва „пълно".
CСхемите са на OPITEC 118.406 · заглавията и въпросите са наши

Опит 3: сензор за допир

опит 3 — сензорът се допира с пръст
опит 3 — сензорът се допира с пръст
Допрете с пръст двата края на сензорния проводник.
Ще светне ли от сух пръст?
Тук е причината за схемата на Дарлингтон в следващия дял: съпротивлението на сухата кожа е толкова голямо, че ЕДИН транзистор не стига.
DСхемите са на OPITEC 118.406 · заглавията и въпросите са наши

Опит 4: светва при докосване и изгасва само

опит 4 — бутон и кондензатор
опит 4 — бутон и кондензатор
Допрете двата проводника за миг и ги пуснете.
Колко време ще свети, след като пуснем проводниците?
Това е стълбищният автомат: натискаш веднъж, светлината остава и изгасва сама. Времето идва от кондензатора, а не от часовник.
DСхемите са на OPITEC 118.406 · заглавията и въпросите са наши

Опит 5: два транзистора един след друг

опит 5 — схема на Дарлингтон
опит 5 — схема на Дарлингтон
Двата транзистора са свързани направо един към друг, без резистор помежду им.
Какво ще се промени спрямо предишния опит?
Дарлингтон: първият транзистор усилва, вторият усилва усиленото. Затова опит 3 не работеше добре, а сега работи — схемата не е по-сложна, а по-чувствителна.
DСхемите са на OPITEC 118.406 · заглавията и въпросите са наши

Опит 6: колко дълго да свети — по избор

опит 6 — тример успоредно на кондензатора
опит 6 — тример успоредно на кондензатора
Тримерът (регулируем резистор) се включва успоредно на кондензатора.
Какво прави въртенето на тримера?
Тук уредът става настройваем — разликата между „работи" и „става за употреба". Всяко стълбищно осветление има точно този винт някъде вътре.
EСхемите са на OPITEC 118.406 · заглавията и въпросите са наши

Опит 7: сензор за светлина

опит 7 — фоторезистор
опит 7 — фоторезистор
Фоторезисторът заема мястото на сензорните проводници.
Кога ще свети — на светло или на тъмно?
LDR = светлинозависим резистор. На тъмно е с голямо съпротивление, на светло — с малко.
EСхемите са на OPITEC 118.406 · заглавията и въпросите са наши

Опит 8: същите части, разменени места

опит 8 — разменени места
опит 8 — разменени места
Разменете местата на резистора R1 и фоторезистора. Нищо друго.
Какво ще се промени само от размяната на двете части?
Най-силният слайд в комплекта: две еднакви схеми се държат обратно само защото два елемента са разменени. Тук се вижда, че мястото в схемата значи толкова, колкото и самата част.
EСхемите са на OPITEC 118.406 · заглавията и въпросите са наши

Опит 9: сензор за топлина

опит 9 — термистор (NTC)
опит 9 — термистор (NTC)
Термисторът заема мястото на датчика. Стиснете го с пръсти или го доближете до топъл предмет.
Какво ще стане, щом стиснем термистора в юмрук?
NTC значи, че съпротивлението НАМАЛЯВА при нагряване — обратното на обикновения проводник. Оттам са датчиците за прегряване в перални, печки и компютри.
За учителяОрганизация · какво учи комплектът

Как върви работата

1. Схемата е една и съща. Мени се само датчикът. Затова платката се сглобява веднъж и после само се сменя елементът, който мери — така се вижда, че сензорът е част, а не уред.

2. Дяловете са отделни часове. Допир и вода · време · светлина и топлина.

3. Въпросът, който върви през всичко: „какъв сензор би трябвал, за да усетим …". Дим? Движение? Пълна кофа? Отворена врата?

4. Мястото му спрямо другите два комплекта: след „LED и диоди" (118.392). Ако класът вече е минал „17 основни експеримента", тук ще разпознае схемата на Дарлингтон.

⚠ Внимание: Батерията не е в комплекта — трябва плоска батерия 4,5 V (схемите работят до 6 V). ⚠ Опитите с вода и с пръст се правят само с батерия — никога с напрежение от мрежата. Кондензаторът се включва по полярност. Дребни части — не за деца под 3 години

Какво учи комплектът

Всеки сензор е просто съпротивление, което се мени. Водата, кожата, светлината и топлината променят съпротивление — транзисторът превръща тази промяна в „свети / не свети".

Фоторезисторът (LDR) е с голямо съпротивление на тъмно и малко на светло. Разменят ли се той и резисторът, същата схема става от „светва на тъмно" на „светва на светло" — това е целият дял E.

Термисторът (NTC) прави обратното на обикновения резистор: става по-проводим при нагряване. Оттам са и датчиците за прегряване.

Кондензаторът не мери нищо — той дава ВРЕМЕ. С него сензорът за допир става стълбищен автомат.

Сензор и датчик са едно и също. В българските учебници по-често се среща датчик; „сензор" идва от английското sensor и е името, под което комплектът се продава. Ползвайте с класа и двете — ще ги срещнат и двете.

Комплектът е OPITEC 118.406 — схемите са на производителя. Българските заглавия, указания и въпросите към класа са наши.