Mgr. Milan Hampl EU OPVK ICT2-1/ICT19 Základní škola Olomouc, Heyrovského 33 Charakteristika LED Mgr. Milan Hampl EU OPVK ICT2-1/ICT19 Určeno pouze pro výuku Žádná část ani celek nesmí být použit pro komerční účely

Identifikátor materiálu: EU OPVK ICT2-1/ICT19 Škola Základní škola Olomouc, Heyrovského 33 Číslo projektu CZ.1.07/1.4.00/21.1217 Název projektu Máme šanci číst, zkoumat a tvořit Anotace Žáci si upevní a prohloubí znalosti při samostatné práci Autor Mgr. Milan Hampl Název Charakteristika LED Očekávaný výstup Procvičení a prohloubení znalostí s využitím digitální technologie, Vzdělávací oblast - obor Volitelné předměty - Informatika Klíčová slova VA charakteristika, LED Druh učebního materiálu Prezentace Druhy interaktivity Měření fyzikálních veličin s pomocí počítače, motivace, procvičení a ověření znalostí využití počítače v technické praxi. Cílová skupina Žáci Stupeň a typ vzdělávání Základní škola II. stupeň Typická věková skupina 8. a 9. ročník ZŠ Datum / období vzniku VM Červen 2013

Ovládání Doplnění učiva, zajímavosti - externí odkaz (nutné aktivní připojení) Pro zobrazení průběhu měření je nutný nainstalovaný Adobe Flash Player Možno nainstalovat zde: http://get.adobe.com/cz/flashplayer/ Verze 1.2 V tomto typu prezentace jsou odkazy na externí internetové stránky, odkazy je nutno občas aktualizovat. Proto se stejné prezentace mohou vyskytovat v různých verzích. Kompletní dynamický záznam měření je součástí prezentace. Toto řešení není zrovna obvykle, ale v tomto případě má informační i metodický význam. Pokud by záznam měření nefungoval korektně (problém s flashplayer) jsou přiloženy i statické záznamy měření.

Obsah Metodické poznámky Teorie Senzor Postup Ukázky naměřených grafů Záznam měření

Metodické poznámky Cílem této práce je umožnit žákům seznámení se značně opomíjeným využití výpočetní techniky v technické praxi. Žáci většinou dobře znají využití počítačů pro komunikaci, hry, zpracování textových a grafických souborů. Chápou vytváření webových stránek, vyhledávání informací i používání komunitních sítí. Opomíjená však často zůstává velká oblast využití počítačů pro měření fyzikálních a technických veličin i řízení procesů. Zde se žáci mohou prakticky nezmámit s tímto aspektem využití počítačů. Dalším vedlejším efektem je posílení mezipředmětových vztahu mezi informatikou, fyzikou, matematikou a pracovními činnostmi. Přírodovědnému a technickému vzdělání se v poslední době začíná znovu věnovat větší pozornost. Žáci jsou vedeni k samostatné práci, řešení problémů a skupinové práci. Učitel zde zastává funkcí vedoucího experimentu a dbá na bezpečnost žáků i správné použití měřící techniky. Podle interaktivního návodu žáci většinou zvládnou získat požadované výsledky samostatně (případně ve skupině) jen s minimální pomocí učitele. Připojení senzorů někdy vyžaduje radu učitele, měřící software žáci zvládají většinou dobře, ovládání je intuitivní a standardní.

Trocha teorie na úvod LED – světlo emitující dioda je dnes často používaná elektronická součástka.Tyto diody emitují světlo různých barev. Barva je dána materiálem, který je použit pro výrobu diody. Voltampérová charakteristika je pro diody různých barev také odlišná. Může sloužit i pro výpočet předřadného odporu, který chrání diodu před zničením. Při měření zjistíme, že úbytek napětí na diodě stoupá od červené barvy typicky k barvě zelené. Pokud překonáme drobné technické potíže při sestavování obvodu pro měření voltampérové charakteristiky LED je pak vlastní měření snadné. Digitální voltmetr a ampérmetr měří velmi přesně a graf vychází velmi pěkně. Odkazy na webové stránky Znalost externích odkanu není nutná pro úspěšné provedení měření, ale tyto informace jsou vybrány pro rozšíření znalostí a mají mnohdy charakter zajímavostí související s tématem měření. Některé stránky obsahují informace značně přesahující učivo základních škol, ale přesto jsou částečně pochopitelné a vhodné i pro tu věkovou skupinu.

Senzor Voltmetr Univerzální voltmetr vhodný pro nízkonapěťové stejnosměrní i střídavé obvody. Voltmetr měří potenciálový rozdíl mezi přípojnými kabely. Lze do stejného obvodu zapojit i více voltmetrů současně. Rozsah: 6 V Citlivost: 3 mV

Senzor Ampérmetr Ampérmetr vhodný pro nízkonapěťové stejnosměrní i střídavé obvody. Ampérmetr vlastně měří potenciální rozdíl napětí na zabudovaném rezistoru. Z lineární závislosti napětí a proudu je vypočítán výsledný naměřený proud.. Rozsah: 600 mA Citlivost: 0,3 mA

Rozhraní LabQuest Mini je jednodušší verze LabQuest. LabQuest Mini je rozhraní připojené k počítači pomocí USB kabelu. Počítač zajišťuje pomocí software vlastní výpočetní výkon, ovládání i zobrazení na monitoru. Toto rozhraní má lepší parametry než rozhraní Go!Link. Rozhraní LabQuest Mini má 3 analogové porty a 2 digitální porty. Nevyžaduje samostatný napájecí zdroj, je napájeno pomocí USB kabelu. LabQuest Mini

Postup měření Sestavíme obvod podle následného schematického náčrtu a fotografií. V obvodu zvyšujeme postupně napětí. Ochranný odpor slouží k zajištění LED před zničením přepětím. Měření napětí na LED a procházejícího proudu současně umožní zaznamenat voltampérovou charakteristiku těchto diod. Diody jsou podle barvy světla které emitují své bary vyrobeny z různých materiálů. Diody mají vzhledem k použitému také různé voltampérové charakteristiky, které jsou typické pro konkrétní diody. Začínáme vždy měřit o nejnižšího napětí které postupně zvyšujeme. Pozoruje plynulý nárůst intenzity emitovaného světla diody. Největší problém je vždy upevnění diod do obvodu. Spojení musí byt vždy dobře vodivé, přitom je nutné diody zaměňovat. Mechanické nebo tepelné namáhání diodám příliš nesvědčí. Pájení je možné, ale z uvedených důvodů ne příliš vhodné. Proto byla použita specielní kontaktní destička, která umožňuje snadno a elegantně připojit diody do obvodu. Tato kontaktní deska byla kdysi dávno dodávána pro připojení a testování integrovaných obvodů. Je poměrně unikátní, pokud ji nemáme možnost použít musíme diody připájet, nebo použit různé svorky.

Zapojíme elektrický obvod podle schématu a následných fotografií Zapojíme elektrický obvod podle schématu a následných fotografií. Postupně měníme LED červenou, LED zelenou a LED žlutou. V A A

Zapojení elektrického obvodu – celkový pohled

Ochaný odpor Sada diod Ampérmetr Reostat Voltmetr

Přípojné body - propojení do celkového obvodu. LED diody se špatně připojují, nejlépší je připájení diod přímo do obvodu. V tomto případě, kdy je nutno diody vyměňovat, je lépe použít speciální kontaktní desku. Kontakty na desce jsou propojeny v tomto směru.

Postupně připojujeme do obvodu různé diody

Volt – Ampérové charakteristiky LED diod LED červená LED zelená LED žlutá Elektrické napětí (V)