Gepulster Lichtsensor: LED-Lichtimpulse in hörbaren Ton verstärken

Bauteile & Materialien

• Zwei 6-Volt-Batterien
• Ein NPN-Transistor – 2N2222 oder 2N3403 (Radio Shack #276-1617 bietet 15er-Pack ideal für dieses und ähnliche Experimente)
• Eine Leuchtdiode (Radio Shack #276-026 oder gleichwertig)
• Audio-Detektor mit Kopfhörern

Falls Sie noch keinen Audio-Detektor haben, können Sie einen empfindlichen mit geschlossenem Kopfhörer-Set und einem 120-V/6-V-Schritt-Down-Transformator bauen. Verbinden Sie den Stereo-Kopfhörerstecker mit der 6-V-Sekundärwicklung des Transformators wie gezeigt:

Probieren Sie sowohl Reihen- als auch Parallelschaltung der Treiber für maximale Lautstärke. Ein dedizierter Audio-Detektor, wie in den DC- und AC-Experimentkapiteln beschrieben, ist eine wertvolle Ergänzung für jedes Hobbyisten-Set.

Querverweise

Lessons In Electric Circuits, Bd. 3, Kap. 4: „Bipolar Junction Transistors“.

Lernziele

• Transistor als grundlegenden Common-Emitter-Verstärker nutzen
• LED als Lichtsensor einsetzen

Schaltplan

Aufbauillustration

Anleitung

Diese Schaltung detektiert Lichtimpulse, die auf die LED treffen, und wandelt sie über einen Transistorverstärker in hörbare Signale um. LEDs erzeugen Strom, wenn sie beleuchtet werden – ähnlich einer winzigen Solarzelle – so dass der Transistor das schwache LED-Signal stark genug verstärkt, um die Kopfhörer anzutreiben.

Belichten Sie die LED mit gepulsten Lichtquellen wie Leuchtstoff- oder Neonlampen, die mit 60 Hz flackern, oder nutzen Sie eine helle Gleichlichtquelle und erzeugen Sie mit Ihren Fingern bewegte Schatten. Die resultierenden Lichtimpulse erzeugen einen deutlichen Brummton in den Kopfhörern. Da LEDs schmalbandige Geräte sind, reagieren sie am besten auf Wellenlängen nahe ihrer eigenen Emission. Nah-Infrarot-LEDs können auch Infrarot-Fernbedienungssignale detektieren und ein wiedererkennbares Audio-Signal liefern.

Mit einem Sender, der eine LED mit einem Audio-Signal moduliert, demonstriert dieser Empfänger, wie Lichtimpulse Musik oder Sprache übertragen können – und veranschaulicht das Grundkonzept optischer Audioübertragung.