Jednoduchý obvod, který se dokáže natočit do směru nejsilnějšího světla, a potom jej průběžně sledovat, se může postavit s jediným obvodem 74HC540. Obvod obsahuje osm invertujících budičů sběrnice a zastoupí jak detektor, tak výkonový zesilovač.
Dva invertující budiče doplněné keramickými kondenzátory 100n jsou zapojeny astabilní klopný obvod. Bez fotodiod obvod nekmitá, s fotodiodami by měl dělat symetrické obdélníkové kmity (střída 1:1) s frekvencí až 2 kHz. Čím je osvětlení větší, tím vyšší frekvence kmitů bude. Navazující dvě trojice paralelně zapojených budičů tvoří výkonový zesilovač, který zvládne napájet malý stejnosměrný motor proudem několika desítek mA, maximálně necelých 100 mA. Jako motor se hodí například malý motorek z vibračního vyzvánění mobilních telefonů nebo můžeme výhodně použít modelářské nanoservo (o hmotnosti kolem 6 g), v němž je nejen podobný motor, ale také převody do pomala, které nám rovnou umožní otáčet čidlem (celým obvodem) umístěným na výstupním kotouči ve směru světla. Ze serva využijeme jen motor a převody, původní elektroniku ne. Mechaniku serva upravíme tak, aby se výstup mohl bez omezení průběžně otáčet o 360°.
Motor je zapojen mezi výstupy a pokud obvod kmitá, dostává se na něj střídavé napětí. To se mění tak rychle, že indukčnost vinutí motoru nedovolí průchodu plného proudu. Motor jen stojí, může slabě pískat. Se změnou osvětlení společnou pro obě fotodiody střída signálu zůstává stejná a motor stále stojí, jen frekvence pískání se mění. Pokud je jedna z fotodiod více osvícena, změní se střída signálu a motor se začne otáčet podle toho jedním nebo druhým směrem. Rychlost otáčení je úměrná rozdílu osvětlení. Když se čidla natočí tak, že na obě dopadá stejné množství světla, motor se zase zastaví. Pokud by obvod fungoval nesprávně a čidla natáčel směrem od světla pryč, prohodíme vývody motoru.
Schéma zapojení obvodu
Jako čidlo světla se hodí dvojice fotodiod BPW34, které jsou celkem běžně dostupné. Tyto fotodiody nemají žádnou optiku, přijímají světlo ze všech stran. Umístíme je tak, aby svíraly úhel přibližně 90° ve vodorovné rovině. Pokud mají diody stejné vlastnosti a také kapacity obou kondenzátorů v klopném obvodu jsou stejné, ustálí se poloha čidel s natočením přibližně 45° ke světlu. Když se světlo pohne, nastavení čidla ho sleduje.
Tím, že diody BPW34 přijímají světlo z velkého úhlu, velmi snadno zachytí směr, odkud světlo přichází, ale současně se nenatočí vždy přesně stejně k němu. Čidlo reaguje ve velkém úhlu, ale není příliš citlivé.
Fotodioda BPW34 (snímek z nabídky internetového obchodu SPARKFUN)
Obvod byl vyzkoušen a podstatně lépe (přesněji) funguje s čidlem KPX81 (ekvivalent BPX81), což není fotodioda, ale fototranzistor. KPX81 má na pouzdře vylisovanou plastovou čočku, takže „vidí“ mnohem užší úhel, v němž má optimální citlivost, katalog uvádí 36°. Při osazení těchto čidel odkloníme jejich osy mnohem méně, než v předchozím případě, pro začátek asi na 20°. Při zkouškách úhel postupně zvětšujeme, přesnost nastavení ke zdroji světla by se měla zlepšovat. Když je úhel příliš velký, přesnost se nejprve zhorší, a následně se může vyhledávání světla chovat „zmateně“.
Fototranzistor KPX81 (snímek z nabídky internetového obchodu EPA elektronika)
Obě uvedená čidla jsou rozměrově malá, celé zapojení se dá s SMD kondenzátory sestavit i „na zádech“ integrovaného obvodu, s ním se vejde na kotouč nanoserva. K napájení obvodu může sloužit napětí 2 až 6 V. Vlastní odběr elektroniky je nepatrný, naprostou většinu energie spotřebuje motor. Motor nanoserva je velmi dobře schopen pracovat už při napětí 2 – 3 V, takže záleží-li na malých rozměrech, může být vhodným zdrojem primární lithiový knoflíkový článek CR2032 (3V / 200 mAh), pokud ne, dva alkalické mikrotužkové články (velikoot AAA) nebo stejně velké NiMH akumulátory, případně jeden Li-pol akumulátorový článek s kapacitou 100 až 300 mAh.
Zapojení vývodů 74HC540
Kat. 1