Natuurkunde experimenten voor het onderwijs
Natuurkunde experimenten waarbij elektronische onderdelen centraal staan zoals: diodes, LED's, LDR's, transistors, condensatoren, PTC's en NTC's
Op Aliexpress.com kocht ik 2 PIR sensoren om uit te proberen. PIR sensoren detecteren beweging. PIR staat voor Pyro-elektrische InfraRood. Deze detector detecteert dus Infrarood licht, oftewel warmte. Als je in de buurt van deze sensor beweegt, signaleert deze sensor een verplaatsing van warmte, en daar slaat deze sensor op aan.
De linker PIR is enkel een detector die een signaal geeft (piepklein stroompje), je kunt hem dus gebruiken, maar je moet zijn signaal verder zelf verwerken.
De rechter PIR is detector EN switch: je kunt er dus direct een apparaat mee laten inschakelen. In feite is dit eenzelfde PIR als de eerste, maar er zit al wat extra electronica in verwerkt waardoor hij direct als schakelaar kan worden gebruikt.
|
Mini Infrarood PIR Sensor AM312 |
Mini PIR Sensor Switch |
|
|
DC 2.7 tot 12 V |
DC 3.7 Tot 24 V | |
 |
 |
Spanning (in Volt) op horizontale as, stroom (in mA) op verticale as.
Zou je enkel de grafiek te zien krijgen, dan zou je door het zien van de rechte lijn per abuis kunnen denken dat het hier gaat om een ohmse weerstand.
Je ziet een bijna liniair verloop van U en I. Maar: de rechte lijn start niet in de oorsprong en er ontstaat pas een significante stroom boven 2 Volt.
Gloeilampjes (wolfraam) hebben PTC-eigenschappen. PTC staat voor "Positive Temperature Coëfficient". Als de temperatuur van wolfraam omhoog gaat, gaat de weerstand ook omhoog. Als je de PTC-eigenschappen van een lampje onderzoekt, kom je vaak uit op een U/I-diagram met een zwakke kromming. Een overduidelijke kromming blijft buiten beeld, behalve als je...
Lichtpoortjes zijn belachelijk duur. En die van ons zijn moeilijk te repareren, dus ik wilde zelf lichtpoortjes maken. Prima werkende lichtpoortjes!!! Panasonic PM-25.
Om deze poortjes goed op te kunnen hangen, heb ik zelf met een 3D-printer een combinatie gemaakt van ophanging van de lichtpoortjes en een 'zadel' gemaakt voor de ruiter van onze luchtkussenbaan.
De lichtpoortjes zijn verbonden met de tijdmeter via bananensnoeren. Daartoe is een kleine box gemaakt met aansluitingen, zie foto
- Bruin kabeltje gaat naar Rode bus
- Wit kabeltje gaat naar Witte bus
- Zwart kabeltje gaat naar Zwarte bus
- Blauw kabeltje gaat naar Gele bus
Als u ook zo'n oude tijdmeter heeft, en u wilt mijn lichtpoort namaken, dan kunt u op de foto zien hoe ik de snoeren heb aangesloten. 'Zadel' en ophangbeugel maakte ik met Tinkercad en 3D-printer.
Aansluitingen (verbeterde versie):
Beugelvormige tijdpoorten, zoals deze van oorsprong bij deze tijdmeter hoorden, zijn lastig verkrijgbaar. En de Panasonic zijn echt heel klein. Ik vond er tijdpoort waarvan ik vermoed dat deze ZEER geschikt is op Aliexpress (niet uitgeprobeerd, maar ik wil hem jullie niet onthouden):
IJzer heeft PTC (Postive Temperature Coëfficiënt) eigenschappen. Dat wil zeggen: als je de temperatuur van ijzer verhoogt, verhoogt ook de elektrische weerstand.
Een NTC is een weerstand die reageert op temperatuursveranderingen.
Met een transistor kun je met een zwak signaal een grotere stroom in- of uitschakelen. Deze automatische straatlamp LDR lichtsensor en NPN-transistor gaat vanzelf aan als het donker wordt.
Koolstof heeft een negatieve temperatuurscoëfficiënt. Potlood verschaft een prima NTC-demonstratie.
Een condensator kan elektrische energie opslaan, maar geleidt niet.
Een PTC is een weerstand die reageert op temperatuursveranderingen. Hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de weerstand.
