Traductoarele optice constituie pentru constructorii începători o mare atracție datorită rezultatelor spectaculoase ce se pot obține cu ajutorul lor.
În schemele de față este folosit ca traductor optic un tranzistor din seria BC la care s-a pilit partea superioară a capsulei metalice.
Montajul din fig. 1 reprezintă un avertizor optic fotocomandat la care becul se aprinde la apariția unui semnal luminos. Rezistența emitor-colector a lui T1 scade prin iluminare, negativând baza lui T2, care negativează baza lui T3 și becul se aprinde.
Pentru varianta din figura 2 becul se stinge la apariția unui semnal luminos. Tranzistorul T3 se află în stare de conducție, deoarece baza lui este negativată. La apariția unui semnal luminos, «fototranzistorul» T1 deschide tranzistorul T2, care blochează pe T3 și astfel becul se stinge.
Tranzistoarele T1 și T2 sunt din seria BC 177, 178, 179, iar T3 este de tip AC 180 K. Din potențiometrul semireglabil P se stabilește sensibilitatea montajului. Becul se poate înlocui cu un releu miniatural (5 V / 0,05 A), care va comuta cu contactele sale o serie de alte montaje. Prin schimbarea polarității sursei de alimentare se pot folosi tranzistoarele complementare (BC 107, 108, 109 etc. și AC 181 K).
Explicație de funcționare
Articolul prezintă două variante de circuite cu senzori de lumină realizate cu o configurație ingenioasă de tranzistoare, alimentate la o tensiune mică de 4,5 V (linie pozitivă la masă, specifică montajelor pur PNP din acea epocă).
- Fotosenzorul improvizat (T1): În anii ’70-’80, fototranzistoarele comerciale erau scumpe sau greu de găsit. De aceea, electroniștii foloseau un truc: pileau cu grijă capacul superior al unui tranzistor metalic obișnuit (ca BC177), expunând pastila de siliciu la lumină. Energia fotonilor bombardează joncțiunea bază-colector deschisă, generând un curent electric proporțional cu lumina primit (efectul fotoelectric), transformând piesa într-un fototranzistor.
- Schema 1 (Aprindere la lumină): În întuneric, rezistența internă a lui T1 este uriașă, iar curentul prin baza lui T2 este zero. T2 și T3 sunt blocate, iar becul rămâne stins. Când lumina lovește cristalul expus al lui T1, rezistența sa scade drastic. Un curent începe să curgă spre baza lui T2, deschizându-l. T2 trimite un curent puternic în baza tranzistorului final PNP de medie putere T3 (AC180K), care trece în conducție saturată și aprinde becul de 3,5 V / 0,2 A. Semireglabilul P (100 kOhm) reglează pragul de sensibilitate la lumină.
- Schema 2 (Stingere la lumină / Senzor de întuneric): În lipsa luminii, T1 este blocat. Tranzistorul final T3 primește curent direct prin rezistența R1 (3,7 kOhm) conectată la linia negativă, menținând becul aprins permanent (mod de veghe). La iluminarea lui T1, acesta se deschide și saturează baza lui T2. Tranzistorul T2 se deschide și scurtcircuitează baza lui T3 direct la linia pozitivă. Rămânând fără polarizare bază-emitor, tranzistorul final T3 se blochează instantaneu, stingând becul.
Piese echivalente moderne
Construirea sau restaurarea acestor circuite din prezent nu mai necesită pilirea manuală a tranzistoarelor metalice, tehnologia actuală oferind componente sigure și ieftine:
- Fototranzistorul T1: În locul unui tranzistor pilit, se va folosi un fototranzistor modern în infraroșu sau spectru vizibil în capsulă de plastic transparentă (cu aspect de LED cu 2 pini), cum ar fi BPW77NA, BPX81 sau L-53P3C. Notă de orientare: Deoarece circuitele folosesc o alimentare negativă cu piese PNP, fototranzistorul se va conecta cu emitorul și colectorul în mod corespunzător conform schemei alese. Ca alternativă extrem de populară pentru senzori de întuneric, se poate folosi o fotorezistență (LDR) de tip GL5516 / GL5528 conectată în divizorul de intrare.
- Tranzistorul T2 (BC177 / BC178): Este un tranzistor PNP de mic semnal în capsulă metalică. Se înlocuiește direct cu un tranzistor modern standard PNP din siliciu în capsulă de plastic TO-92, precum BC557 sau 2N3906.
- Tranzistorul final T3 (AC180K): Tranzistor cu germaniu de putere medie. Se înlocuiește cu un tranzistor modern de siliciu PNP, cum ar fi BD136, BD138 sau BD140 (în capsulă TO-126).
- Becul de 3,5 V: Se poate înlocui cu o diodă LED standard înseriată cu o rezistență de limitare de aproximativ 150 Ohm – 220 Ohm, sau cu un releu miniatural de 5 V (cum propune și autorul), adăugând obligatoriu o diodă de protecție antiparalel (ex. 1N4148) pe bobina releului pentru a nu distruge tranzistorul BD140 la decuplare.
- Bateria de 4,5 V: Se folosește o baterie standard plată 3R12 sau un suport cu 3 baterii standard R6 (AA) legate în serie.
