12V DC Dämmerungsschalter mit Relais und LDR bauen

Wenn es dunkel wird, geht das licht an. Genau so einfach funktioniert ein Dämmerungsschalter mit sehr wenigen Bauteilen. In diesem Bericht geht es um den Bau eines Dämmerungsschalters, der bei Dunkelheit ein Relais aktiviert. Die Betriebsspannung beträgt etwa 10 bis 15 Volt, was sich hervorragend für den Betrieb in einem 12 Volt Netz eignet, wie es beispielsweise bei einer kleinen Photovoltaik Anlage der Fall ist.

12V LDR Dämmerungssensor Schaltplan

Wie funktioniert die Schaltung?

Als Lichtsensor kommt hier ein einfacher Photowiderstand zum Einsatz. In sehr hellen Umgebungen hat dieser Widerstand einige Ohm und steigt mit zunehmender Dunkelheit auf bis zu einigen Megaohm an. In Serie zum Photowiderstand (LDR) wird ein Potentiometer (P1) geschaltet. Dieses Potentiometer bildet mit dem LDR zusammen einen Spannungsteiler. Das Potentiometer sollte dabei einen Wert von etwa 100 Kiloohm haben. Hat man dieses Potentiometer gerade nicht zu Hand, so kann durchaus auch ein Potentiometer mit 200 oder 300 Kiloohm verwendet werden. Werden extrem hochohmige Potentiometer verwendet, so wird dadurch die Feineinstellung der gesamten Schaltung sehr groß. In der Mitte vom Spannungsteiler befindet sich dann ein Basisvorwiderstand von etwa einem Kiloohm für den Transistor. Je nach Helligkeit am Sensor wird mit zunehmender Dunkelheit und entsprechender Potentiometer-Stellung die Spannung an der Basis vom Transistor immer höher. Ab etwa 0,66 Volt fängt dann der Transistor bereits leicht durchschalten an. Dadurch wird über den Transistor die Masse bzw. der Minuspol von der Spule durchgeschaltet. Da der Transistor nicht schlagartig voll durchschaltet, sondern mit zunehmender Dunkelheit am Sensor bzw. zunehmender Spannung an der Basis immer mehr durchlässig wird, baut sich auch dementsprechend langsam das Magnetfeld in der Relaisspule auf. Wird des dann in der Umgebung wieder heller, so funktioniert die Schaltung genau umgekehrt. Die Spannungen werden kleiner, dass Magnetfeld im Relais wird schwächer und irgendwann fallen die Relaiskontakte wieder ab. Der Stromkreis wird dadurch wieder unterbrochen. Die Diode dient hier übrigens als Freilaufdiode und verhindert hohe Rückspannungen, welche beim Abschalten der Spule entstehen. Dadurch wird eine Beschädigung der Schaltung durch das Relais grundsätzlich verhindert.

Nachteile dieser Schaltung

Die Schaltung funktioniert mit den meisten Relais recht gut, aber es ist oft manchmal nicht die beste Lösung. Das Problem für viele ist, dass hier die Schaltung nicht schlagartig umschaltet. Schließt man z. B. anstatt dem Relais einen MOSFET oder eine LED an, so werden auch diese Bauteile nur langsam mit steigender Spannung versorgt. Eine LED fängt beispielsweise ganz langsam an zu leuchten und wird mit steigender Dunkelheit immer heller, bis eben der Transistor in der Schaltung ganz durchgeschaltet hat. Hängt beispielsweise an der Schaltung ein Motor, so würde auch dieser ganz langsam anlaufen und erst bei völliger Dunkelheit die maximale Leistung haben. Genau aus diesem Grund eignet sich diese Schaltung für Relais recht gut, aber für andere Zwecke eher weniger.

Daemmerungssensor Steckbrett

Stückliste für das Projekt

Bauteil Typ
Fotowiderstand LDR
BC548 NPN Transistor
Widerstand 1K Widerstand
100K Potentiometer Drehwiderstand
1N4007 Diode Freilaufdiode

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