Licht und Hysterese
Ein Nachtlicht mit Gedächtnis
LDR heißt Light Dependent Resistor, lichtabhängiger Widerstand: Bei mehr Licht sinkt sein Widerstand. Ein Komparator vergleicht Spannungen und schaltet. Hysterese verwendet zwei Schwellen und behält dazwischen den bisherigen Zustand.
EXPERIMENTIERTISCH
Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.
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Warum es funktioniert
Anschauliches LDR-Modell: 100 kΩ im Dunkeln, 1 kΩ bei maximalem Licht. Idealer Komparator schaltet bis 2 V ein, ab 3 V aus und behält dazwischen den Zustand.
Obere LDR und unterer Festwiderstand teilen 5 V. Mehr Licht senkt den LDR-Widerstand und erhöht die Eingangsspannung. Zwei Schwellen verringern wiederholtes Umschalten nahe einer Schwelle.
Schwierigkeit
Aufbauen · Aufbauen
Schalte mit 10 kΩ unten und höchstens 20% Licht ein. Lampe an bei Eingang höchstens 2 V.
Brauchst du einen Tipp?
20%; 10 kΩ → 1.00 V
Erforschen · Eine Größe ändern
Bei 10 kΩ: Licht mindestens 80%. Lampe aus bei Eingang mindestens 3 V.
Brauchst du einen Tipp?
80%; 10 kΩ → 4.00 V
Selbst lösen · Aufgabe lösen
Bei 10 kΩ zuerst dunkel einstellen, dann auf 50% zurückkehren. Lampe bei 2.50 V eingeschaltet halten.
Brauchst du einen Tipp?
0% → 50%; 10 kΩ → 2.50 V
Zusatzwissen und Schaltungsrezepte
Ein Nachtlicht mit Gedächtnis
Ein nützliches Muster
Bei 50% ergibt das Modell 10 kΩ; gleiche Teilerwiderstände ergeben 2.50 V.
Außerhalb des Modells
Reale Sensoren und Schwellen variieren; die anschauliche Lichtskala misst keine Lux.
Eine typische Falle vermeiden
Hysterese ist Zustandsbewahrung zwischen Schwellen, keine Zeitverzögerung. Gleiches mittleres Licht erlaubt beide Zustände.
Bei 2.50 V war die Lampe zuvor an. Sie…
- geht aus
- blinkt automatisch
- bleibt an
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Keine Schwelle wird überschritten; der bisherige Zustand bleibt erhalten.