Tại sao bạn cần một điện trở thứ hai khi sử dụng một quang điện trở / LDR?
Câu trả lời:
Câu trả lời đơn giản là điện áp rất dễ dàng để Arduino đo, trong khi điện trở thì không, và hầu hết các cảm biến như Photoresistor (LDR), cảm biến flex, nhiệt điện trở và thực tế là một điện trở thay đổi.
Lý do chính khiến cho việc đo lường sự thay đổi điện trở trở nên khó khăn là Arduino (và hầu hết các IC) có chứa một hệ thống nhỏ gọi là Bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC) . Hệ thống này chuyển các thay đổi về điện áp tương tự thành một chuỗi 1 và 0 có thể lần lượt được chuyển đổi thành một Số nguyên.
ADC được thiết kế để đọc các thay đổi điện áp và nếu chúng ta muốn sử dụng analogRead của Arduino (sử dụng ADC) để lấy các số đọc Photoresistor chẳng hạn, chúng ta sẽ cần một cách để chuyển đổi các thay đổi về điện trở thành thay đổi điện áp - và chia điện áp là cách dễ nhất để làm điều đó.
Đúng là cảm biến đã là một điện trở, và do đó nó sẽ thay đổi điện áp trên nó. Nhưng bạn sẽ gặp khó khăn khi đo sự thay đổi điện áp, vì không có điểm tham chiếu nào ngoại trừ Vcc (5V) và Ground:
Ngược lại, khi sử dụng bộ chia điện áp, bạn có một điểm tham chiếu được xác định rõ để đo các thay đổi điện áp:
Đây không hẳn là một câu hỏi về Arduino, nhưng tôi đánh giá cao những thứ như điện trở ảnh là dự án ban đầu phổ biến cho người dùng Arduino.
Các điện trở (và các thành phần khác) không thực sự giới hạn điện áp trong mạch như vậy. Thay vào đó, mỗi thành phần trong một mạch nối tiếp có một tỷ lệ của tổng điện áp. Tỷ lệ đó được xác định bởi sức đề kháng của nó.
Nếu bạn chỉ có một thành phần, thì toàn bộ điện áp được thả trên nó bất kể nó có điện trở gì. Thay đổi điện trở trong tình huống đó sẽ chỉ ảnh hưởng đến dòng điện chạy qua nó.
Bạn cần điện trở thứ hai làm điểm tham chiếu cố định. Bạn biết nó sẽ nhận được bao nhiêu điện áp nếu cả hai điện trở bằng nhau, và mối quan hệ giữa điện áp và điện trở là (theo giả thuyết) tuyến tính. Do đó, bạn có thể sử dụng điều đó để tìm ra điện trở nào mà thành phần kia có, ví dụ điện trở ảnh.
Là một lưu ý phụ, điện trở thứ hai cũng có thể đóng một vai trò quan trọng cho sự an toàn. Không có nó, bạn có khả năng bị chập điện nếu điện trở của thành phần khác quá thấp.
Đo lường chính xác của kháng chiến đòi hỏi một nguồn chính xác hiện tại ( http://www.digikey.com/product-search/en/integrated-circuits-ics/pmic-civerse-regulation-manloyment/2556448?k=c hiện% 20source ).
Định luật Ohm, V = IR hoặc R = V / I nói rằng đối với các thành phần tuyến tính, giá trị của điện trở trong mạch có thể được ước tính bằng tỷ lệ của điện áp ứng dụng chia cho dòng điện. Với một bộ chia điện áp đơn giản, khi điện trở của cảm biến thay đổi thì dòng điện trong mạch cũng vậy. Vì vậy, đo điện áp tại điểm nối không nhất thiết phải cung cấp một dấu hiệu chính xác của dòng điện trong mạch. Cả điện áp và dòng điện áp phải được kiểm soát để có được các phép đo chính xác.
Ngoài ra, một lý do lớn khác là nếu bạn chỉ cần nối tiếp, nguồn điện, LDR và nói bóng đèn, thì bóng đèn có thể bật ngay khi điện trở LDR đủ thấp, sau đó nó sẽ sáng hơn khi điện trở giữ giảm dần. Nếu được cấu hình với nhiều điện trở hơn trong một bộ chia tiềm năng với một bóng bán dẫn và bóng đèn ở phía bộ thu, thì bạn có thể thay đổi các điện trở để xác định lượng ánh sáng chính xác sẽ cho phép xấp xỉ 1.6V (?) (Bất cứ điện áp nào biến đế thành một dù sao cũng là dây dẫn), và do đó ánh sáng mà bóng đèn sẽ đột ngột bật lên với nguồn điện liên tục trực tiếp từ nguồn điện thông qua một điện trở cố định nếu cần.
Vì vậy, trong chuỗi, LDR sẽ thay đổi dòng điện với ánh sáng xung quanh mạch, trong bộ chia và bóng bán dẫn, nó hoạt động như một công tắc phụ thuộc ánh sáng
Không giống như các thành phần điện khác, điện trở quang (hoặc điện trở phụ thuộc vào ánh sáng, LDR hoặc tế bào quang điện) là một điện trở thay đổi. Điều này có nghĩa là sức đề kháng của nó có thể phụ thuộc theo cường độ ánh sáng.
Tôi sẽ đi đầu tiên với một nửa sơ đồ mạch để hiểu rõ.
Điện trở của một quang điện trở giảm khi cường độ ánh sáng tăng. Ánh sáng mạnh -> Điện trở LDR (giảm xuống 0ohms) Vì vậy, điện trở 10k (ohm) nhìn gần hơn với 5V.
Điện trở của một quang điện trở tăng khi cường độ ánh sáng giảm. Dim Light -> Kháng LDR (tăng đến vô cùng).
Vì vậy, điện trở 10k (ohm) chỉ nhận được một chút điện áp.
Dưới đây là sơ đồ mạch đầy đủ mà bạn muốn hỏi tại sao cần điện trở thứ hai.
Điểm mấu chốt là bo mạch Arduino cũng có Vcc (5V) và nối đất. Vì vậy, không có hiện tại nếu sự khác biệt tiềm năng bằng không. Do đó, trước tiên, Vcc (5V) sẽ chảy qua bộ phát quang và đi đến điện trở 10k (ohm).
Sau đó, vì có một mạch song song, arduino sẽ có cùng điện áp với điện trở 10k (ohm). Vì vậy, điện trở LDR này thực hiện chức năng của điện trở kéo lên, kéo dòng điện tới VCC.