Beleuchtungssensor

Diskutiere Beleuchtungssensor im Hausaufgaben Forum im Bereich DIVERSES; Ich bräuchte Hilfe bei folgender Aufgabe: Entwurf, Aufbau und Inbetriebnahme eines Systems zur Bestimmung der Beleuchtungsstärke. Zielsetzung:...

  1. #1 etechniker02, 07.12.2021
    Zuletzt bearbeitet: 07.12.2021
    etechniker02

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    Ich bräuchte Hilfe bei folgender Aufgabe:

    Entwurf, Aufbau und Inbetriebnahme eines Systems zur Bestimmung der Beleuchtungsstärke.

    Zielsetzung:
    Eigene Festlegung und Begründung der Schwellenwerte im Hinblick auf die Bepflanzung eines Hochbeets.
    Anzeige über drei LED in eigener Farbauswahl
    Nur eine Leuchtdiode darf leuchten
    Analoge Schaltung mit Operationsverstärkern und passiven Bauelementen
    Spannungsversorgung mit 9 V Blockbatterie
    Verwendung Fotowiderstand

    Meine Idee wäre hier folgende Bauteile zu verwenden:

    Operationsverstärker LM358
    22 k-Ohm Widerstand
    5,6 k-Ohm Widerstand
    1,8 k-Ohm Widerstand
    470 Ohm Widerstand für LED
    LED
    Fotowiderstand

    Ich würde dann den Aubau auf einem Steckbrett testen:

    5,6 k-Ohm Widerstand von + auf das Steckbrett
    1,8 k-Ohm Widerstand in derselben Reihe wie der 5,6 k-Ohm Widerstand auf Masse setzen
    => Bildet dann den Spannungsteiler
    Den 22 k-Ohm Widerstand ebenfalls von + auf einer anderen Reihe des Steckbretts
    Fotowiderstand in gleicher Reihe wie den 22 k-Ohm Widerstand auf Masse
    => Ändert sich der Widerstand des Fotowiderstands so ändert sich auch die Spannung vom Spannungsteiler gegenüber der Referenzspannung
    470 Ohm Widerstand für LED auf Pin 1 des LM358
    LED auf Masse setzen
    LM358 Pin 4 mit Masse verbinden
    LM358 Pin 3 zum 22 k-Ohm Widerstand und Fotowiderstand verbinden
    LM358 Pin 2 zwischen 5,6 k-Ohm Widerstand und 1,8 k-Ohm Widerstand
    9 V Batterie auf + und - anschließen

    Das wäre nur mit einer LED Ziel soll es aber sein dass 3 LED je nach Beleuchtungsstärke Dunkel, Hell, Dämmerung leuchten. Ist das ein brauchbarer Ansatz? Wie kann man das mit 3 LED lösen?
     
  2. Zulu

    Zulu

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    LM3914 dürfte die bessere Wahl sein !
     
  3. patois

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    @etechniker02

    Vielleicht wäre es für einige der Leser hier interessanter deinem Thread zu folgen,
    wenn dein Vorhaben mittels Schaltbilder erläutert werden würde. ;)
     
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  4. #4 Stromberger, 07.12.2021
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    @werner_1:
    Hatten wir das Thema hier nicht schon mit der Anmeldung und wieder erstellten Neupostings eines gesperrten/rausgeworfenen Teilnehmers (Gruß an Pumukel/Zulu) und dessen "Neuanmeldung" unter anderem Namen, was damit sämtliche Maßnahmen des Forenbetreibers in diesem UND AUCH ZUKÜNFTIG ANDEREN FÄLLEN konterkariert??
    Ist das so im "Sinne des Erfinders" und ausdrücklich gewollt?
     
  5. #5 werner_1, 07.12.2021
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    werner_1 Moderator

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    Ich habe das schon bemerkt, aber ihn noch nicht rausgeworfen, da die Beiträge verbal völlig in Ordnung waren.
     
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  6. patois

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    Da kann man aber auch ganz anderer Meinung sein.
    Zum Beispiel würde ich den LM324 empfehlen, da man für diesen tatsächlich mit der angedachten 9-V-Blockzelle auskommt.

    Allerdings möchte ich den TE ermuntern mal mit einem Vorentwurf (Skizze reicht) hier eine Diskussionsgrundlage zu schaffen.

    Der Moderator wird dir die Skizzen im Forum posten,
    bis du selbst zum Posten zugelassen bist (nach 10 Beiträgen, wenn ich nicht irre)
     
  7. Zulu

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  8. #8 patois, 07.12.2021
    Zuletzt bearbeitet: 08.12.2021
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    Lieber TE,
    Du wirst während deiner Entwurfsversuche erkennen,
    dass es für dich und dein Vorhaben viel vorteilhafter ist
    die vier OpAmps des LM324 zur Verfügung zu haben.

    Mit dem Freeware Simulationsprogramm YENKA kannst du die folgende Grundlage weiter ausbauen
    und die gewünschten Funktionen erproben, ohne einen Lötkolben anfassen zu müssen !

    Vorentwurf LM324.png
    .
     
  9. patois

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    Bei Verwendung des LM358 müsste man 2 ICs einsetzen,
    während man mit dem LM324 bereits 4 OpAmps in einem Gehäuse zur Verfügung hätte.
    Zusätzlicher Vorteil: 1 IC zieht weniger Strom als 2 ICs ;)
     
  10. #10 patois, 08.12.2021
    Zuletzt bearbeitet: 08.12.2021
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    LM358 Example-1, gezeichnet mit YENKA

    LM358_example_1.png

    Nachtrag: diese Schaltung erfüllt nicht genau die in der Aufgabenstellung geforderte Funktionalität !

     
  11. woo

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    Der Stromverbrauch von einem dafür ausgelegten Komparator wie dem LM339 sollte günstiger sein, da der nur einen open-collector-Ausgang hat.
     
  12. #12 patois, 08.12.2021
    Zuletzt bearbeitet: 08.12.2021
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    Der LM339 würde mir sowieso besser ins Konzept passen,
    da er in die Simulationssoftware TINKERCAD integriert ist,
    und man somit sehr einfach mit diesem Baustein Schaltungen "durchprobieren" kann.
     
  13. #13 patois, 09.12.2021
    Zuletzt bearbeitet: 09.12.2021
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    Für "Interessierte" hier ein einfaches Beispiel:

    Light detector.png
    .
     
  14. bigdie

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    Gefordert waren aber Operationsverstärker, kein LED Ansteuer IC
     
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  15. bigdie

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    Wenn nur immer eine LED leuchten soll, könnte die Schaltung so aussehen
    OP LED.JPG
    Wenn man OPs mit Fet Eingang nimmt, wie ich sie bevorzuge z.B. TL064, Dann kann man die waagerechten Widerstände auch weg lassen. OPs mit Open Collector Ausgang gehen da natürlich nicht
     
  16. #16 bigdie, 09.12.2021
    Zuletzt bearbeitet: 09.12.2021
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    Ist natürlich noch ein Fehler drin. Muss so aussehen
    OP LED.JPG
    Aber da sieht man wenigstens, ist selbst gezeichnet nicht kopiert:D Und die Zeichnung stammt aus meinem Hirn und nicht aus irgend einem Simulationsprogramm.;)
     
  17. #17 patois, 10.12.2021
    Zuletzt bearbeitet: 10.12.2021
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    Ich weiß zwar nicht, was diesen "Sturm im Wasserglas" hervorgerufen haben könnte,
    aber erwidern möchte ich, dass in meinen Beiträgen die Programme als Zeichenhilfe verwendet werden,
    was von mir auch explizit vermerkt wurde. Natürlich nehme ich die Gelegenheit dann wahr
    und überprüfe die so entstandenen Zeichnungen auf ihre Funktionalität, wodurch sich Nachbesserungen,
    wie sie in anderer Leutes Arbeiten anfallen, von vornerein vermeiden lassen. :D
    .
    Anscheinend gibt es immer noch Leute, die nicht wissen, wie man mit diesen Simulationsprogrammen arbeitet,
    und dass sie als Hilfsmittel zur Darstellung eigener Ideen durchaus geeignet sind !
    .
     
  18. bigdie

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    Geht übrigens auch einstellbar
    OP LED2.JPG
     
  19. #19 etechniker02, 14.12.2021
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    Welche werte haben die widerstände und welchen OP setzt du ein?
     
  20. bigdie

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    Ich nehme oft den TL064, der braucht aber 10V. Den gab es schon in der DDR, da habe ich mich dran gewöhnt. Außerdem hat er Fet-Eingänge. Im Eingang fließt also kein Strom, deshalb braucht man auch die waagerechten Widerstände nicht.
     
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