Le MOSFET est un type unique de transistor à effet de champ. Par rapport aux BJT, ces transistors sont des dispositifs contrôlés en tension car les BJT sont des dispositifs contrôlés en courant. Généralement, le MOSFET comprend trois bornes ; porte, source et drain alors que BJT comprend la base, le collecteur et l'émetteur. Chaque fois que la tension est appliquée à la borne de porte, un champ électrique peut être créé qui contrôle simplement le flux de courant dans le canal entre les deux bornes restantes, comme la source et le drain, et le courant ne circule pas de la borne de porte vers le transistor. Les MOSFET jouent un rôle clé dans la réalisation de différents circuits comme régulateurs de tension , contrôleurs de vitesse de moteur, trackers solaires, interrupteurs activés par la lumière et bien d'autres encore. Cet article explique comment concevoir un interrupteur activé par la lumière avec MOSFET.

Interrupteur activé par la lumière avec MOSFET

Le concept principal de ce circuit est de concevoir un circuit simple pour allumer/éteindre une charge comme un DIRIGÉ en fonction de l'intensité lumineuse. Ici, la charge dans le circuit est contrôlée via un MOSFET.

Composants requis

Les composants requis pour fabriquer cet interrupteur activé par la lumière avec MOSFET comprennent principalement : MOSFET IRFZ44N, LDR, 4,5 Mohms Résistance , Charge de bande LED 12 V et alimentation par batterie 9 V.

Connexions des interrupteurs activés par la lumière

Les connexions de l'interrupteur activé par la lumière avec MOSFET sont les suivantes :

Circuit de commutation activé par la lumière avec MOSFET

La borne de drain du MOSFET IRFZ44N est connectée à la borne négative de la LED.
La borne négative de la résistance de 4,5 Mohm est connectée à la borne source du MOSFET et la borne positive est connectée à la borne positive de la LED.
La borne positive du LDR est connectée à la borne de grille du MOSFET et la borne négative est à la borne source du MOSFET.
La première borne de la résistance est connectée à la borne positive de la batterie et la borne de porte est donnée à la borne négative de la batterie ou GND.

Fonctionnement

Une veilleuse est un très petit luminaire électrique, utilisé pour faciliter les zones sombres ou lorsque certaines zones deviennent sombres à des moments précis, comme en cas d'urgence ou la nuit. Le MOSFET est utilisé pour fabriquer un interrupteur activé par la lumière fait maison. Les luminaires à haute efficacité peuvent être ajustés en fonction de nombreux facteurs tels que : disponibilité de la lumière du jour ou occupation.

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Un LDR ou une photorésistance est une résistance variable contrôlée par la lumière. La fonction de cette résistance est photoconductrice, ce qui signifie que la résistance changera en fonction de l'intensité lumineuse. Lorsque l'intensité lumineuse augmente, la résistance du LDR diminue. Sur la base de la photoconductivité, la conductivité d'un matériau peut être améliorée une fois que l'intensité de la lumière incidente est améliorée. Les matériaux photoconducteurs présentent ce type de propriété, ils sont donc utilisés dans les circuits de commutation tels que les circuits de détection activés par la lumière et l'obscurité et également sensibles à la lumière.

Une résistance dépendante de la lumière est simplement constituée d’un semi-conducteur à haute résistance. Lorsque la lumière tombe sur l'appareil a une fréquence suffisamment élevée, les photons absorbés à travers le semi-conducteur fournissent suffisamment d'énergie pour que les électrons liés se déplacent dans la bande de conduction. Ainsi, les électrons résultants conduiront l’électricité pour diminuer la résistance. Le LDR de ce circuit doit être connecté à l'extérieur car sa surface de détection doit être exposée à la région ambiante à partir de laquelle le niveau de lumière doit être détecté.

La photosensibilité de la photorésistance peut varier considérablement en fonction de la température ambiante. De plus, ces résistances afficheront un certain retard normalement de 10 ms ou moins ou entre l'exposition à la lumière et la chute ultérieure de la résistance.

Dans le circuit ci-dessus, une LDR (résistance dépendante de la lumière) est une résistance variable dont la valeur de résistance est réduite en augmentant l'intensité de la lumière incidente. En fonction de l'intensité de la lumière, le circuit allumera ou éteindra une LED, ce qui signifie que lorsque LDR détecte une intensité lumineuse élevée, la LED s'éteindra automatiquement et à faible intensité lumineuse, la LED s'allumera. Ici, la LED en forme de charge peut être contrôlée à l'aide d'un MOSFET. Ce simple interrupteur activé par la lumière fonctionne automatiquement en allumant la lumière la nuit et en l'éteignant le jour. L'interrupteur activé par la lumière est moins coûteux et très efficace lorsqu'il est utilisé quotidiennement pour automatiser votre maison, votre jardin, etc.

Avantages désavantages

Le avantages de l'interrupteur activé par la lumière inclure les éléments suivants.

Ces circuits ne nécessitent pas d'opération manuelle.
Ce circuit consomme moins d'énergie.
Ce circuit est très simple à concevoir en utilisant moins de composants.
Le rapport de résistance lumière-obscurité du LDR dans le circuit est élevé.

Le inconvénients de l'interrupteur activé par la lumière inclure les éléments suivants.

Lors de l'utilisation de ce circuit, des précautions doivent être prises.
La réponse spectrale du LDR dans ce circuit est étroite.
La stabilité en température de ce circuit est faible.
La variation de la valeur de résistance du LDR a un retard, car si elle passe de l'obscurité au clair ou du clair à l'obscurité, elle restreint l'utilisation du LDR partout où le signal lumineux change rapidement.

Applications

Le applications de l'interrupteur activé par la lumière inclure les éléments suivants.

Le circuit de commutation activé par la lumière est utilisé dans les applications de sécurité où il y a de l'obscurité au-dessus de la résistance dépendante de la lumière, puis il arrête l'éclairage.
Ce circuit est très utile pour allumer la lumière chaque fois que la résistance dépendante de la lumière est allumée. Le LDR aura une résistance maximale dans l’obscurité et dans la lumière, une faible résistance.
Ces circuits sont utilisés dans les lampes de jardin pour s'allumer automatiquement la nuit.
Ces circuits sont utilisés dans les alarmes de tiroir qui retentissent lorsqu'un tiroir sombre est ouvert.
Ce circuit est utilisé pour éteindre une lampe particulière (ou) un groupe de lampes en réponse aux différents niveaux de lumière ambiante.
Ce circuit peut également être utilisé comme système de contrôle automatique de l’éclairage public.