LM358 (Op-Amp) Işık Sensörü için mi?

Bu ışık sensörüne bakıyorum :

Işık Sensörü için LM358'e (inandığım bir Çift Op-Amp) sahip olmanın anlamı nedir? Belki bir şeyleri özlüyorum .... ama tam olarak hangi amaca hizmet ediyor?

Bunun muhtemelen basit ve aptalca bir soru olduğunu biliyorum. Ama neden Analog Verileri Işık Sensöründen okuyamıyorsunuz?

LDR ve 10 k direnci birlikte olan çıkış LDR en direncine bağlıdır bir gerilim bölücü oluşturur. Çıkışı, dirençlerden birine paralel olacak ve okumayı bozacak düşük empedanslı bir devreye bağlarsanız. $\Omega$

edit (Re Sauron'un daha fazla açıklama için sorusu)
"Empedans" herhangi bir yük türü için genel kelimedir, ama burada buna "direnç" diyebiliriz. LDR'nin direncinin 10 k olduğunu varsayalım$\Omega$. Sonra 10 k ile$\Omega$ seri direnç 1/2 bölücü oluşturacak ve çıkış 2,5 V olacaktır. Ancak çıkış devredeki bir sonraki bölüme gidecekse, aynı zamanda 10 k$\Omega$ toprağa direnç, bu LDR'nin seri direncine paralel olacak ve iki 10 k$\Omega$ paralel dirençler 5 k$\Omega$direnç. Yani bölücü artık LDR'nin 10 k değil$\Omega$ seri direnç 10 k ile seri$\Omega$, ancak 5 k ile$\Omega$ve sonra bölücünün oranı 1/2 yerine 1/3 olur. Çıkış 2,5 V yerine 1,67 V olacaktır. Yük direnci bu şekilde okumayı bozabilir. Pratikte fark o kadar büyük olmayabilir, ancak çoğu durumda beklenen 2,5 V yerine 2,4 V'luk bir okuma zaten çok büyük bir hatadır.

Birlik kazanım tamponu, ayırıcıyı yükünden izole eder.

Opamp yüksek giriş empedansına sahiptir ve bu nedenle okumayı değiştirmez.

Bölücünün çıkışını doğrudan bir mikro denetleyicinin ADC'sine bağlarsanız, muhtemelen arabellek gerekli olmayacaktır.
LDR'nin grafiğindeki değerler yaklaşık olarak

30 k$\Omega$ 100 k'a kadar$\Omega$1 lükste,
15 k$\Omega$ortalama 10 lüks,
2.5 k$\Omega$ 3,5 k'ya kadar$\Omega$ 100 lüks.

10 k ile$\Omega$5V besleme için çıkış voltajının 0,45 V ile 4 V arasında değişebileceği anlamına gelen seri direnç LM358'in çıkışı alt limiti kaldırabilir, ancak 4 V bir sorun olabilir. Bir tampon kullanmanız gerektiğinden emin olmak için bunun yerine bir Raydan Demiryoluna opamp kullanın. Dediğim gibi, bir mikrodenetleyici ile bağlantı için muhtemelen birine ihtiyacınız yoktur.

düzenlemek
O zaman gerçekten sadece bir LDR satın PCB gerekmez. Russell, burada kullanılan LDR'nin sınırlı aralığı hakkında yorum yapıyor ve haklı. 100 lüks çok karanlık bir günde elde edeceğiniz şeydir. Güneş ortaya çıkar çıkmaz, iç mekanlarda bile bundan daha fazlasına sahip olacaksınız. Başka bir LDR seçmek yerine fototransistöre geçeceğim . İnanılmaz derecede yavaş LDR'lerden çok daha hızlıdırlar ve akım çıkışlarına sahip oldukları için direnç voltajı gelen ışıkla doğrusal olacaktır. Onları aynı şekilde kullanırsınız: bir dirençle seri olarak.

Bu fototransistör , gözün spektral duyarlılığına uyarlanmıştır. 10 lux (alacakaranlık) ile 1000 lux (bulutlu gün) arasında belirtilmiştir, ancak 1 lux (derin alacakaranlık) kadar düşük ve binlerce binlerce lux (tam gün ışığı) ile sorunsuz çalıştım.

Buradan aydınlatma seviyesi açıklamaları

Diyagramları aşağıda gösterilmiştir.
Opamp ters çevirme girişinden Opamp çıkışına bağlantıyı ekledim, çünkü bu D1 net etiketleri tarafından gösterildi, ancak acıklı diyagramdan dolayı kolayca atlandı. kalite. Bu durumda bu bağlantıyı kesmek için net-etiketlerin kullanılmasına gerek yoktu ve bunu yapmak klasik birlik kazancı tampon yapılandırmasını gizler.
Bir opamp çıkışının% 100'ü, burada yapıldığı gibi, evirici girişine geri beslendiğinde, çıkış evirmeyen girişi izler. Çıkış, opampın sürüş kabiliyeti ne olursa olsun çalışabilirken, giriş, yalnızca opamp girişini sürdürebilmesi için düşük sürücü kapasitesine sahip olabilir.

Opamp ters çevirmeyen giriş R_LDR ve R1 ortak noktasındaki voltajı "görür" =

Vin = Vcc x (R1 / (R1 + R_LDR)

Kötü devre!

Kaçırmış gibi göründükleri önemli bir nokta, LM358 opamp'in 25 ° C'de 1.5V kadar veya tüm sıcaklık aralığında 2V kadar izin verilen maksimum giriş voltajına sahip olmasıdır.
Bu, 25 ° C'de Vcc = 5V olduğunda, IC'nin başa çıkabileceği maksimum giriş voltajının 5 - 1,5 = 3,5 VDC olduğu anlamına gelir. Giriş voltajı Vcc = 5V ile 3,5 VDC'den daha yüksekse, çıkış belirsiz olabilir.

Resimlerine bakıldığında R1 = 10k gösterilir.

Yukarıdaki gibi, opamp içine voltaj = Vcc x (R1 / (R1 + R_LDR)
Bu, 3.5V R1 boyunca düştüğünde 3.5V ve R_LDR'de 1.5V düştüğünde eşit olacaktır, bu nedenle R_LDR = 1.5 / 3.5 x 10k = 4300 Ohms
: LDR direnci artan ışıkla düştükçe, üst yasal ışık limiti R_LDR = 4200 Ohm olduğunda, AMA LDR, Wiki sayfalarında 100 lükste 1K'ya kadar azalan olarak gösterilir. tipik ürün için 1k ila 2k arasında yayılır).

Vin = 3.5V'nin grafikten okunabileceği ışık değeri. Görüldüğü gibi, LDR = 4k3 olduğunda, lüks seviyesi = 40 ila 70 lüks aralığında bir yerde. LDR'nin 100 lux'de 1K olduğu gösterildiğinden, someopamps istenen aralığın yarısından daha azının ölçülmesine izin verecektir. Uygulamada birçok işlemsel kuvvetlendiriciler olabilir yüksek olacaktır 3.5V ortak mod ranmge ve ölçülebilir lux seviyesinin aşar.

LDR seçimi:

Maksimum lüks seviyesi 100 lüks olarak gösterilir. Bu, okuma için yeterli olan ancak ev içi aydınlatma için önerilenin çok altında bir seviyedir. Tam güneş ışığı 100.000 lüks ve tipik bir bulutlu, ancak tamamen fırtınalı olmayan bir gün 10.000 lüks olabilir. Bu nedenle, sensörün 100 lüks limiti ilginç deneysel amaçlar için çok düşük görünüyor. PCBA 5 $ 'lık bir OK fiyatıdır (her ne kadar Sparkfun gibi birisinin bu kadar basit bir şeyi çok daha azına satması beklenirse de) AMA birçok durumda LDR satın alır ve bir direnç ekler ve 5V giriş, opamp tamponu olmadan, eşit derecede faydalı sonuç, artı daha genel olarak yararlı olacak bir LDR seçme yeteneği.