سؤال البحث: "كيف يمكنني تجميع دائرة لإضاءة مصباح LED بمقاوم ضوئي؟"
موضوعات "إضاءة LED باستخدام تغيير مقاومة المقاوم الضوئي"
الغرض: لتحديد قيمة المقاومة التي يجب استخدامها لتشغيل مصباح LED في الظلام باستخدام تغيير المقاومة للمقاوم الضوئي، تحقق من قيمة المقاومة واستعد لدمج المقاوم الضوئي في الدائرة.
الخلفية (المقدمة): كشف ESE5 أن خاصية VI-I للمقاوم الضوئي هي أنه عندما يكون الظلام، حتى لو زاد الجهد، لا يتدفق تيار ويظهر مقاومة كبيرة، وعندما يكون ساطعًا، تكون قيمة المقاومة صغيرة و يتصرف مثل المقاوم العادي. هنالك. أرغب في معرفة قيمة المقاومة التي يجب استخدامها لإضاءة مؤشر LED. تستخدم الدائرة مقسم جهد مقاوم 3V
""التحقيق في قيمة المقاومة التي تقوم بتشغيل وإيقاف مصابيح LED باستخدام التغيرات في المقاومة"" (مواصفات المشكلة)
"افحص مستوى قيمة مقاومة المقاوم الضوئي بسبب السطوع والظلام الذي يومض به مؤشر LED"
(فرضية)
الشكل 1 العرض الإجمالي للتجربة
طريقة التحضير
Photoresistor LDR12mm، LED5mm (أخضر)، المقاوم (470Ω، 1kΩ، 2kΩ، 3kΩ، 10kΩ:1/4W)، لوحة تجارب، سلك توصيل، مقياس رقمي متعدد
لصورة 2. الدائرة الفعلية الشكل 3 الدائرة
الشكل 4: المقاومة والصمام
من خلال تغيير R1 وR2، قم بتغيير الجهد المطبق على LED وقياس جهد R2 والتيار المتدفق عبر LED.
تم العثور على ILED الحالي الذي يتدفق عبر LED من ILED=V1/R 1-V2/R2 .
نتيجة
على النحو التالي.
عندما يكون الجهد المطبق على مصباح LED الأخضر 2.25 فولت أو أعلى، يضيء مصباح LED بشكل ساطع.
ما هي قيمة المقاومة في هذا الوقت؟
وبالنظر إلى العلاقة بين قيمة المقاومة والجهد،
مكنك أن ترى أنه يضيء عندما تكون قيمة المقاومة بين 2 كيلو أوم و3 كيلو أوم.
خاتمة
تحتوي هذه الدائرة على المقاوم R1 لحماية LED المتصل على التوالي والمقاوم R2 وميض LED بسبب تغير المقاومة على التوازي. عندما تكون المقاومة المتوازية صغيرة، ينطفئ مؤشر LED، وعندما تكون كبيرة، يضيء. وهذا يتوافق مع حقيقة أن قيمة المقاومة للمقاوم الضوئي تكون صغيرة عندما يكون ساطعًا وكبيرة عندما يكون الظلام. ونتيجة لذلك، تم التأكيد على أنه مع الدائرة التي يتم فيها توصيل مقاوم الحماية والمقاوم الضوئي بالتوازي مع مصباح LED، ينطفئ الضوء عندما يصبح الضوء ساطعًا وتنخفض مقاومة المقاوم الضوئي إلى حوالي 2 كيلو أوم.
السبب وراء عدم تغير الجهد حتى لو تغيرت قيمة المقاومة يعتبر من سمات LED، الذي يرتفع منحنى جهده الحالي حوالي 2.25 فولت.
مراجعة التعلم
النتائج والابتكارات
نظرًا لعدم وجود مصدر طاقة، تم تقسيم جهد بطاريات الخلايا الجافة على المقاومات لتغيير الجهد.
لم نضع مقياسًا على التوالي مع المقاوم الضوئي وقمنا بقياس الجهد على افتراض أن قيمة المقاوم الموصول بالتوازي مع المقاوم الضوئي لم تتغير.
عند قياس التيار في دائرة إلكترونية، استخدمنا طريقة لقياس الجهد عبر المقاومة لتحديد التيار.
الفشل وأسبابه (أفكار التحسين)
أظهر المقاوم الضوئي خصائص تشبه المفتاح عندما يكون الظلام مظلمًا وعندما يكون ساطعًا. كنت أرغب في التحقيق بالتفصيل في التغييرات الناجمة عن شدة الضوء.
الذي فهمته
تم التأكيد على أنه باستخدام التغير في مقاومة المقاوم الضوئي اعتمادًا على السطوع، من الممكن إنشاء دائرة تقوم بإيقاف تشغيل مؤشر LED عندما يكون ساطعًا وتشغيله عندما يكون الظلام.
المهمة التالية
قم بتغيير الانحياز البصري وافحص التغير في مقاومة المقاومة الضوئية.
***مرجع********************************************** *************************
<طريقة التعلم الاستكشافي للمشكلة>
المواضيع [التكنولوجيا]
الموضوع <التحقيق والتخطيط> الغرض وجهة النظر: هدف التجربة/[التفكير]
الخلفية <المعرفة> المنظور: مسائل التعلم المسبق، والكتب المدرسية المرجعية، والمهام الملموسة، والفرضيات [المعرفة]
طريقة الإعداد <التحقيق والتخطيط> وجهات النظر: المخطط المفاهيمي، متغيرات القياس، خطة الاستفسار [التكنولوجيا]
النتائج/المناقشة <المعالجة والتقييم> وجهة النظر: النتائج ورسومها البيانية/صلاحية الفرضية/الاستنتاج/المناقشة [التكنولوجيا]
التفكير في التعلم (وجهات النظر: الإنجازات والجهود، أسباب الفشل، خطط التحسين، ما تم فهمه، المهام التالية) [الموقف]
تقرير [التكنولوجيا]
*************************************************************************************
Research question: "How can I assemble a circuit to light an LED with a photoresistor?”
Topics “Lighting of LED using resistance change of photoresistor”
Purpose: To determine what resistance value should be used to turn on an LED in the dark using the resistance change of a photoresistor, check the resistance value and prepare to incorporate the photoresistor into the circuit.
Background (Introduction): ESE5 revealed that the V-I characteristic of a photoresistor is that when it is dark, even if the voltage is increased, no current flows and it exhibits a large resistance, and when it is bright, the resistance value is small and it behaves like a normal resistor. There is. I would like to find out what resistance value should be used to light up the LED. The circuit uses a 3V resistor voltage divider to
"Investigating the resistance value that turns on and off LEDs using changes in resistance'' (specification of the problem)
"Examine at what level of the resistance value of the photoresistor due to brightness and darkness the LED blinks''
(hypothesis)
Fig.1 total view of experiment
Preparation/method
Photoresistor LDR12mm, LED5mm (green), resistor (470Ω, 1kΩ, 2kΩ, 3kΩ, 10kΩ :1/4W), breadboard board, jumper wire, digital multimeter
Fig2. actual circuit Fig.3 Circuit
Fig.4 resistance and LED
Fig.5 photoresistor and LED in daylight Fig.6 photoresistor and LED in a dark
By changing R1 and R2, change the voltage applied to the LED and measure the voltage of R2 and the current flowing through the LED. The current ILED flowing through the LED was found from ILED=V1/R 1-V2/R2 .
result
is as follows.
Fig.7 V-I of LED
Tab.1 Result of the experiment
When the voltage applied to the green LED is 2.25V or higher, the LED lights up brightly.
What is the resistance value at this time?
Looking at the relationship between resistance value and voltage,
Fig.8 R2-V of resistance R2
You can see that it lights up when the resistance value is between 2kΩ and 3kΩ.
conclusion
This circuit has a resistor R1 for protecting the LED in series and a resistor R2 for blinking the LED due to resistance change in parallel. When the parallel resistance is small, the LED turns off, and when it is large, it lights up. This corresponds to the fact that the resistance value of the photoresistor is small when it is bright and large when it is dark. As a result, it was confirmed that with a circuit in which a protection resistor and a photoresistor are connected in parallel to an LED, the light turns off when the light becomes bright and the resistance of the photoresistor decreases to about 2kΩ.
The reason why the voltage does not change even if the resistance value changes is considered to be a characteristic of the LED, whose voltage-current curve rises around 2.25V.
Review of learning
Results and innovations
Since there was no power supply, the voltage of the dry cell batteries was divided by resistors to change the voltage.
We did not put an ammeter in series with the photoresistor and measured the voltage assuming that the value of the resistor in parallel with the photoresistor did not change.
When measuring current in an electronic circuit, we used a method that measures the voltage across a resistor to determine the current.
Failure and causes (improvement ideas)
The photoresistor exhibited switch-like characteristics when it was dark and when it was bright. I wanted to investigate in detail the changes caused by the intensity of light.
What I understood
It was confirmed that by using the change in resistance of the photoresistor depending on the brightness, it is possible to create a circuit that turns off the LED when it is bright and turns it on when it is dark.
Next task
Change the optical bias and examine the change in resistance of the photoresistor.
***reference********************************************** *************************
<Problem exploratory learning method>
Topics [Technology]
Theme <Investigation and Planning> Purpose Viewpoint: Aim of the experiment/[Thinking]
Background <Knowledge> Perspective: Prior learning matters, reference textbooks, concrete assignments, hypotheses [Knowledge]
Preparation/Method <Investigation and Planning> Viewpoints: Conceptual Diagram, Measurement Variables, Inquiry Plan [Technology]
Results/Discussion <Processing and Evaluation> Viewpoint: Results and their graphing/Validity of hypothesis/Conclusion/Discussion [Technology]
Reflection on learning (perspectives: achievements and efforts, causes of failure, improvement plans, what was understood, next tasks) [Attitude]
Report [Technology]
************************************************** ********************
探究の問い『LEDをフォトレジスタで点灯させるためにどのように回路を組み立てたら良いのだろうか？』
トピックス『フォトレジスタの抵抗変化を利用したLEDの点灯』
目的: フォトレジスタの抵抗変化を利用して暗いときにLEDを点灯させるには, どの程度の抵抗値を利用したら良いか, 抵抗値を確認しフォトレジスタを回路に組み込む準備をする。
背景（導入）: フォトレジスタのV-I特性は, 暗い時は電圧を上げても, 電流は流れず大きな抵抗を示し, 明るい時は抵抗値が小さく通常の抵抗のように振る舞うことがESE5からわかっている。LEDの点灯のためには, どの程度の抵抗値を使えば良いか調べたい。回路は, 3Vの抵抗による分圧を利用して,
『LEDを抵抗の変化を利用して点灯, 消灯する抵抗値を調べる』（課題の具体化）
『明暗によるフォトレジスタの抵抗値のどの程度のところで, LEDの点滅が起こるのか調べる』
(仮説)
図１実験装置全体
準備・方法
フォトレジスターLDR12mm, LED5mm(緑), 抵抗(470Ω, 1kΩ, 2kΩ, 3kΩ, 10kΩ :1/4W), ブレッドボード基板, ジャンパー線, デジタルマルチメータ
図２ 実体図 図３ 回路図
図４ 抵抗とLEDの並列実験
図5 明るいときLEDとCdS 図６ 暗いときLEDとCdS
R1, R2 を変化させて, LEDにかかる電圧を変化せせてR2の電圧とLEDを流れる電流を測定する。LEDを流れる電流ILEDは, ILED＝V1/R1-V2／R2 より求めた。
結果
は次のとおりである。
図７ LEDの電圧と電流
表1 測定結果
緑LEDに加わる電圧が 2.25V以上になるとLEDは明るく点灯している。
この時の抵抗値はどうなっているかというと,
抵抗値と電圧の関係を見ると,
図8 R2の抵抗と電圧
表1にあるように, 抵抗値が2kΩと3kΩの間で点灯している。
結論
LEDの保護用の抵抗R1を直列に, 抵抗変化によるLED点滅のための抵抗R2を並列にした回路で, 並列抵抗が小さい時, LEDは消灯し, 大きい時点灯する。これはフォトレジスタの抵抗値が, 明るい時に小さく, 暗いときに大きいことと対応する。結果として, 保護抵抗とフォトレジスタをLEDに並列にした回路で, 明るくなってフォトレジスタの抵抗が小さくなり, 2kΩ程度になるとこの回路では消灯することが確かめられた。
抵抗値が変わっても電圧が変わらないのは, 電圧ー電流のカーブが2.25V辺りで立ち上がっていたLEDの特性と考えられる。
学習の振り返り
成果と工夫
電源装置がないために, 乾電池の電圧を抵抗で分圧して電圧を変えた。
フォトレジスタに直列に電流計を入れず, フォトレジスタと並列している抵抗の値が変化しないと仮定して電圧測定をした。
電子回路で電流測定をする際の, 抵抗の電圧を測定して電流を求める手法を使った。
失敗と原因(改善案)
LEDの電圧と電流の関係だけではなく, 並列にしている抵抗値と電圧の関係を示すことで, 並列抵抗値を変えても, LEDのために電圧が上がらないことが確認できた。
フォトレジスタが暗い時と明るい時でスイッチのような特性を示していた。光の強さによる変化を詳しく調べたいと感じた。
理解できたこと
フォトレジスタの明るさによる抵抗変化を利用して, LEDが明るい場合に消灯し, 暗い場合に点灯する回路が実現できることが確かめられた。
次の課題
光バイアスを変化させて加えてフォトレジスタの抵抗値変化を調べる。
***参考***********************************************************************
<課題探究的学習手法>
トッピクス[技術]
テーマ＜探究と計画＞目的 観点:実験のねらい・[思考]
背景＜知識＞観点:先行学習事項・参考教科書・課題の具体化・仮説[知識]
準備・方法＜探究と計画＞観点：概念図・測定変数・探究計画[技術]
結果・考察＜処理と評価＞観点：結果とそのグラフ化・仮説の妥当性・結論・考察[技術]
学習の振り返り(観点：成果と工夫、失敗の原因、改善案、理解できたこと、次の課題)[態度]
報告[技術]
**********************************************************************