14. December

[Frankje]

Lichtgesteuerter Schalter

Hallo alle,

Sehen Sie sich das an, hinter Tür 14 befindet sich eine grüne LED.
Damit können wir eine lichtgesteuerte Schaltung aufbauen.
Beide grünen LEDs sind "falsch" angeschlossen, in umgekehrter Richtung verhalten sie sich wie lichtempfindliche Dioden.
Mal sehen ob es funktioniert!

Nach dem Aufbau und sorgfältiger Überprüfung der Verkabelung stellt sich heraus, dass diese Schaltung nicht so funktioniert, wie sie sollte
Beide roten LEDs leuchten und 1 der grünen LEDs dunkel oder hell zu machen ändert nichts.

Kann das jemand aufbauen und auf Funktion prüfen?
Ich denke, es wäre eine lustige Herausforderung, den Fehler aufzuspüren.

Viele Grüße

14.december.jpg (340.87 KiB) 1194 mal betrachtet

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[FlynnTheAvatar]

Hallo Frank,

Ich habe die Schaltung auf dem Steckbrett aufgebaut, und bei mir hat es auf Anhieb funktioniert.

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Leider kann ich die Schaltung auf deinem Bild nicht ganz verfolgen. Ich sehe nicht, wo der grüne Draht vom Taster genau hingeht.

Aber ich hatte ein ähnliches Problem, als ich versucht habe, die Schaltung mit einem Labornetzteil zu betreiben. Vielleicht ist eins der Kabel zu lange und fängt da ein Brummsignal ein.

Viele Grüße,
Josef

[Interaktivist]

Hallo Frankje! Hmm, das ist nicht einfach, da einen Fehler zu finden. Ich habe die Schaltung auch auf dem Breadboard aufgebaut wie Flynn, und ich verwende in der Schaltung (noch) alte LEDs aus der Bastelkiste. Trotzdem hat es bei mir funktioniert. Ich habe ein ziemlich helles LED-Licht über die Schaltung gehalten und dann mit der Hand eine der LEDs abgedeckt. Hier das Video.

[Helferlein]

Hallo zusammen,

heute finden wir hinter dem 14. Türchen eine weitere grüne LED. Mit den beiden grünen LEDs soll man einen lichtgesteuerten Schalter aufbauen können. Da kommen mir aber große Bedenken, denn ich nutze ja LEDs aus meiner Bastelkiste, die nicht unbedingt den Anforderungen der Schaltung genügen müssen. Nach Frankjes Misserfolg, er löst eigentlich alle Probleme früher oder später, bin ich mit gemischten Erwartungen an den Aufbau des Versuchs gegangen.

Die Schaltung arbeitete zunächst nicht wie in der Anleitung beschrieben. Das Abdunkeln mit der Hand, wie auch das heranführen einer Lichtquelle (Schreibtischlampe) brachte überhaupt nichts. Erst das heranführen einer starken Lichtquelle, in meinem Fall einer starken LED-Taschenlampe, brachte den gewünschten Erfolg. Ich konnte die Schaltung durch das wechselweise heranführen der Lichtquelle dazu bewegen den Schaltungszustand zu wechseln. Vielleicht liegt es ja tatsächlich an den verwendeten (wenig sensitiven?) LEDs.

Hier mein Aufbau:

DSCI8081.JPG (368.9 KiB) 1154 mal betrachtet

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Da stellt sich mir schon wieder eine Frage: Warum wird eine LED leitend, wenn Licht einfällt? Werden dann die „Löcher“ (s. 02.12.21) größer? ;-)

Es grüßt vom Rhein
Das Helferlein

[FlynnTheAvatar]

Hi,

mal sehen, ob ich das mit der Leitfähigkeit einer LED noch hinbekommen.

Die LED ist in Sperrrichtung geschalten, das heißt Plus liegt an der Kathode (N-dotierte Schicht) und Minus an der Anode (P-dotierte Schicht). Auf der Kathodenseite fließen die freien Elektronen getrieben durch die positive Spannung ab. Auf der Anodenseite gibt es einen Überfluss an Elektronen, die mit den Löchern rekombinieren. Damit hast du eine breite Sperrschicht, in der es keine freien Elektronen gibt. Damit kann auch kein Strom fließen (von einem geringen Leckstrom abgesehen, wenn die Spannung doch einmal ein Elektron einem Loch entreist).

Wenn jedoch Licht auf die LED und Sperrschicht fällt, kann es passieren, dass ein Photon ein Elektron in der Hülle von einem Loch trifft, und das Elektron wird dadurch hinauskatapultiert. Damit hast du wieder freie Elektronen, die den Strom leiten. Je mehr Photonen, desto häufiger passiert das, desto höher der Strom.

Eigentlich ist das das umgekehrte Verhalten wie beim Leuchten:
- Elektron wird in die Hülle eines Loches aufgenommen, Energie wird frei und als Photon abgestrahlt
- Photon trifft auf ein Elektron in der Hülle eines Loches, gibt die Energie an das Elektron, Elektron verlässt die Hülle.

Ich hoffe, das war einigermaßen verständlich.

Viele Grüße,
-Josef

[Helferlein]

Hallo Josef,

danke für die Erklärung. Jetzt habe ich das einigermaßen verstanden. Nicht ganz einfach für einen Hobbyelektroniker.

Gruß aus GR

Manfred

[Frankje]

Hallo Josef,

Ihre Erklärung ist richtig und sehr klar !

Ich erinnere mich (aus einer fernen Vergangenheit), dass so etwas auch mit den schwarz lackierten Glas-Germanium-Transistoren (OC76-Typen) hergestellt werden konnte.
Indem Sie die schwarze Farbe abkratzen, können Sie einen Fototransistor herstellen!
Als kleiner Junge ging ich oft in die Bibliothek, um die Bücher über Elektronik auszuleihen.
Es sagte dies und ich habe es ausprobiert und es hat sehr gut funktioniert!
Ich glaube, dass Schaltungen früher mit einem Holzbrett und Reißnägeln gebaut wurden.

Was für eine Zeit!

Viele Grüße

PS, die Schaltung hat bei mir nicht funktioniert, da es eine Schwingung (ca. 200Hz) gab, die durch einen schlechten Massekontakt verursacht wurde.

[Interaktivist]

Stimmt Frankje, dank Deiner Anmerkung fiel mir der Deckel einer alten Teekiste aus Balsaholz wieder ein, in den ich als Kind Reißzwecken für meine ersten Aufbauten gedrückt hatte.

Schön, dass Deine Schaltung von gestern doch noch funktioniert hat! Ich habe gegen Kontaktprobleme begonnen, die Anschlussdrähte meiner alten Bauteile aus dem Philips-Kasten zu reinigen. Dazu habe ich gestern hier was gepostet.

[Interaktivist]

Ähnlich wie das Helferlein mache ich jetzt eine Aufholjagd mit dem Philips-System… Hier der lichtgesteuerte Schalter.

Tag 14- Lichtgesteuerter Schalter EE Aufsicht - IMG_2451.jpeg (811.43 KiB) 1114 mal betrachtet

Tag 14- Lichtgesteuerter Schalter EE Aufsicht - IMG_2451.jpeg (811.43 KiB) 1114 mal betrachtet

Im Video sieht man das Umschalten. Auch mit den Original-Conrad-Teilen brauchte ich eine recht helle LED-Lampe über der Schaltung, damit es funktioniert. Den Piezo habe ich einfach drangelassen; er stört ja die Schaltung nicht, gibt aber ein nettes akustisches Umschalt-Feedback.