Capteur à lumière pulsée

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Deux piles 6 volts
• Un transistor NPN—modèles 2N2222 ou 2N3403 recommandés (le catalogue Radio Shack n° 276-1617 est un ensemble de quinze transistors NPN idéal pour cette expérience et d'autres)
• Une diode électroluminescente (catalogue Radio Shack n° 276-026 ou équivalent)
• Détecteur audio avec casque

Si vous n'avez pas de détecteur audio déjà construit, vous pouvez utiliser un joli casque audio (style à coupe fermée, qui couvre complètement vos oreilles) et un transformateur abaisseur 120V/6V pour construire un détecteur audio sensible sans volume contrôle ou protection contre les surtensions, juste pour cette expérience. Connectez ces parties de la prise stéréo du casque à l'enroulement secondaire (6 volts) du transformateur :

Essayez les schémas de connexion en série et en parallèle pour le son le plus fort. Si vous n'avez pas fabriqué de détecteur audio comme indiqué dans les chapitres sur les expériences DC et AC, vous devriez vraiment le faire :il s'agit d'un équipement de test précieux pour votre collection.

REFERENCES CROISEES

Leçons En Circuits Électriques , Volume 3, chapitre 4 :« Transistors à jonction bipolaire »

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Comment utiliser un transistor comme amplificateur à émetteur commun grossier
• Comment utiliser une LED comme capteur de lumière

SCHÉMA SCHÉMA

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

Ce circuit détecte les impulsions lumineuses frappant la LED et les convertit en signaux audio relativement puissants à entendre à travers les écouteurs. Forrest Mims enseigne que les LED ont la capacité de produire courant lorsqu'il est exposé à la lumière, d'une manière qui n'est pas sans rappeler une cellule solaire à semi-conducteur.

En soi, la LED ne produit pas assez d'énergie électrique pour piloter le circuit du détecteur audio, donc un transistor est utilisé pour amplifier les signaux de la LED. Si la LED est exposée à une source de lumière pulsée, une tonalité se fera entendre dans le casque.

Les sources de lumière appropriées pour cette expérience comprennent les lampes fluorescentes et au néon, qui clignotent rapidement avec le courant alternatif de 60 Hz qui les alimente. Vous pouvez également essayer d'utiliser la lumière du soleil pour une source de lumière stable, puis agiter vos doigts devant la LED.

Les ombres qui passent rapidement amèneront la LED à générer des impulsions de tension, créant un bref « bourdonnement » dans le casque. Les LED servant de photo-détecteurs sont des dispositifs à bande étroite, répondant à une bande étroite de longueurs d'onde proches, mais non identiques, de celle normalement émise. Les télécommandes infrarouges sont une bonne source d'éclairage pour les LED proches de l'infrarouge utilisées comme photo-capteurs, produisant un son de réception.

Avec un peu d'imagination, il n'est pas difficile de saisir le concept de transmission d'informations audio, telles que la musique ou la parole, via un faisceau de lumière pulsée. Étant donné un circuit « émetteur » approprié pour allumer et éteindre une LED avec les crêtes positives et négatives d'une forme d'onde audio à partir d'un microphone, le circuit « récepteur » illustré ici reconvertirait ces impulsions lumineuses en signaux audio.