BLIKAČ

Doufám, že předešlé lekce jste úspěšně zvládli, postoupíme tedy dále – dnes se podíváme na další součástku, světelnou diodu – tedy LED – Light-Emitting Diode  – česky diodu emitující světlo. Na obrázku můžeme vidět jejich různá provedení.

Vyrábí se v různých barvách, nejčastěji bílá, červená, žlutá, zelená, modrá. Jak se taková LEDka kreslí ve schématu a jak se zapojí:

Zkusíme si udělat třeba blikající světélka, v kroužku si takto žáci vyráběli signalizaci k přejezdu u modelu železnice, použijeme tedy dvě diody červené barvy podle zapojení na obrázku:

Zdá se vám, že to vypadá trochu složité? Nepropadejte panice, zkusíme si toto schéma ukázat po částech a vysvětlíme si jednotlivé funkce. Především se podívejme na zapojení jedné LED. Pokud bychom ji připojili přímo k baterii 9V, došlo by k jejímu okamžitému zničení. Protékal by jí příliš velký proud, musíme jej tedy nějakým způsobem omezit. Můžeme to vyřešit tím způsobem, že do série s diodou zapojíme odpor vhodné hodnoty (výpočtem ze zatím nebudeme zabývat, to si necháme na později), v našem přístroji jsou použity odpory s hodnotou 470 ohmů.

Nyní musíme najít způsob, jak naší diodu zapínat a vypínat – v minulé lekci jsme si vysvětlili, že tranzistor může pracovat jako spínač, připomeňme, že když napětí na bázi tranzistoru dosáhne určité úrovně, tranzistor zapne, no jasně, zapojíme jej tedy takhle, a v dalším kole budeme do báze přivádět nebo nepřivádět napětí.

OK, takže to máme vyřešeno, tranzistory nám budou zapínat a vypínat LEDky. Ale jak určit, kdy mají zapnout, a kdy vypnout? Tak se podívejte, jaké součástky jsou připojeny k bázi tranzistoru. Připomeňme, že když se napětí na bázi tranzistoru dosáhne určité úrovně, tranzistor zapne. Tak se podívejme, co má vliv na napětí na bázi tranzistoru. Vidíme zde dva kondenzátory po 47 mikrofarad spolu s již vysvětleným odporem 10 tisíc ohmů.

Tyto dvě dvojice odpor – kondenzátor tvoří prvky časování obvodu, jejich hodnoty určují, jak rychle budou LED blikat. Jak k tomu dojde? No prostě a jednoduše, kondenzátor se začne přes odpor nabíjet ze zdroje, a jakmile napětí na něm přesáhne potřebnou hodnotu pro sepnutí tranzistoru, stane se to, o čem jsme si povídali minule – tranzistor sepne a rozsvítí příslušnou LED ve svém kolektorovém obvodu. Současně se začne vybíjet prvý kondenzátor a nabíjí se druhý, celý cyklus se tak stále opakuje. Čas potřebný pro nabití kondenzátoru přes odpor závisí jednak na hodnotě kapacity (velký kondenzátor stejně jako velká nádoba se plní déle) a na hodnotě odporu (větší odpor jako slabší vodovodní trubka, voda proudí pomaleji). Zkráceně - větší kondenzátor se bude nabíjet déle, větší odpor zpomalí tok proudu a tím také déle trvá nabíjení.

Vidíme, že toto zapojení funguje vlastně jako houpačka, má dva stavy a postupně přepíná – přehupuje se – mezi nimi. Prvá dvojice tranzistor – LED jsou zapnuty, prvý kondenzátor se vybíjí a nabíjí se druhý. Po jeho nabití houpačka překlopí, otevře se druhá dvojice tranzistor – LED a prvá se vypne a jedeme dále, celý postup se opakuje pokud je zapnuto napájení. Stačí jen pochopit myšlenku o postupném nabíjení a vybíjení kondenzátorů, tím zapínání a vypínání kondenzátorů, a vše je jasné. Časem po delší době pokusů si můžete všimnout, že při vybíjení baterie, při poklesu jejího napětí, rychlost blikání se zvyšuje. Je to zaviněno tím, že kondenzátory se nabíjejí na menší napětí, tím pádem se i rychleji vybíjejí což zabere méně času a obvod se překlápí rychleji.