Aufgabe Vorschlag A - 2 - Sensorschaltungen und Grundscha… · Abitur Hessen Mechatronik LK 2022

Beleuchtung des Personal-Transporters (Material 2)

Der Personal-Transporter verfügt über eine Beleuchtung, die bei nachlassendem Umgebungslicht automatisch eingeschaltet wird. Dies erfolgt über eine Schaltung (Abbildung 2.1) mit Fotowiderstand (LDR). Die Beleuchtungsstärke wird in der Einheit Lux (lx) gemessen.

Abbildung 2.3: Datenblattauszug LED

Abbildung 2.4: Datenblattauszug BC547

2.1

Bestimmen Sie mithilfe des Kennlinienfeldes (Abbildung 2.2) bei einer Spannung von $U_{\mathrm{LDR}} = 10\,\mathrm{V}$ die Widerstandsänderung des LDRs, wenn sich die Beleuchtungsstärke von $10\,\mathrm{lx}$ auf $1000\,\mathrm{lx}$ ändert.

[5 BE]

2.2

Ermitteln Sie die maximale Verlustleistung $P_{\mathrm{tot}}$ des LDRs mithilfe des Kennlinienfeldes (Abbildung 2.2).

[3 BE]

2.3

Die Widerstandswerte der Messbrücke sind mit $R_1 = 450\,\Omega$, $R_2 = 30\,\Omega$, $R_3 = 150\,\Omega$ und $R_4 = 1\,\mathrm{k\Omega}$ gegeben.

Berechnen Sie die Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers bei Sonnenuntergang ($R_{\mathrm{LDR}} = 450\,\Omega$).

Hinweis: In den Operationsverstärker fließt kein Strom.

[9 BE]

2.5

Berechnen Sie den Vorwiderstand $R_b$ der blauen LED mithilfe der Datenblattauszüge (Abbildung 2.3 und Abbildung 2.4).

[5 BE]