LM358(运算放大器)用于光传感器?


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我正在看这个光传感器

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为光传感器配备LM358(我相信是双运放)到底有什么意义?也许我遗漏了一些东西……但是它的确切目的是什么?

我知道这可能是一个简单而愚蠢的问题。但是,为什么不从光传感器中读取模拟数据呢?

Answers:


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Ω


ΩΩΩΩΩΩΩΩ,则分频器的比率变为1/3而不是1/2。输出将是1.67 V而不是2.5V。这就是负载电阻会使读数失真的方式。实际上,差异可能不会那么大,但是在许多情况下,读数为2.4 V而不是预期的2.5 V已经是一个太大的误差。

单位增益缓冲器将分频器与其负载隔离。

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运算放大器具有高输入阻抗,因此不会改变读数。

如果将分频器的输出直接连接到微控制器的ADC,则可能不需要缓冲区。
LDR图的值大约为

ΩΩ
Ω
ΩΩ

Ω

编辑
然后,您实际上不需要PCB,只需购买LDR。Russell对此处使用的LDR范围有限发表了评论,他是对的。100 lux是您在非常黑暗的日子中得到的。太阳出来后,即使在室内,您也将轻松拥有更多。与其选择其他LDR,不如我改用光电晶体管。它们比令人难以置信的慢LDR快得多,并且由于它们具有电流输出,因此电阻器电压将与入射光成线性关系。使用它们的方式相同:与电阻串联。

该光电晶体管适合眼睛的光谱灵敏度。它的指定范围是10勒克斯(微光)到1000勒克斯(阴天),尽管我在低至1勒克斯(深微光)和高达几千勒克斯(全日光)的水平下工作也没有问题。

此处开始的照明等级说明


+1这是说明书中提到的电压跟随器。
starblue 2012年

“如果将输出连接到低阻抗电路,该电路将与电阻之一并联并导致读数失真”。IM对“阻抗”及其如何影响事物不太熟悉,您能解释一下“为什么”吗?

@Sauron-编辑了我的答案。让我知道是否还有其他需要澄清的问题。祝你今天愉快。
stevenvh 2012年

@stevenvh非常感谢!更有意义!

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其图如下所示。
我已经添加了从运算放大器反相输入到运算放大器输出的连接,如D1网络标签所示,但由于可悲的图表而容易遗漏。质量。在这种情况下,无需使用网络标签来建立此连接,并且这样做会隐藏经典的单位增益缓冲区配置。
当运放的输出的100%反馈到反相输入时(如此处所做的那样),输出将跟踪同相输入。输出可以驱动任何运算放大器,而输入可以具有较低的驱动能力,只需要能够驱动运算放大器的输入即可。

运算放大器同相输入“看到” R_LDR&R1公共点的电压=

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

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电路不好!

他们似乎错过了一个要点,那就是LM358运算放大器的最大允许输入电压在25 C时小于Vcc达1.5V,或者在整个温度范围内高达2V。
这意味着在25C时Vcc = 5V时,IC可以处理的最大输入电压为5-1.5 = 3.5 VDC。如果在Vcc = 5V的情况下输入电压始终高于3.5 VDC,则输出可能不确定。

看他们的图片显示R1 = 10k。

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如上所述,运算放大器的电压= Vcc x(R1 /(R1 + R_LDR)
当R1两端的压降为3.5V且R_LDR两端的压降为1.5V时,等于3.5V,因此当R_LDR = 1.5 / 3.5 x 10k = 4300时会发生欧姆。
随着LDR电阻随着光线的增加而下降,合法的上限是R_LDR = 4200 Ohms时,但LDR 在其Wiki页面上显示为在100 lux时减小至1K。从典型产品的1k扩展到2k)。

Vin = 3.5V的光值可以从图中读取。可以看出,当LDR = 4k3时,勒克斯水平= 40至70勒克斯范围内的某个值。由于LDR在100 lux下显示为1K,因此某些安培放大器将允许测量不到期望范围的一半。实际上,许多运算放大器可能会超过3.5V共模幅度,并且可测量的勒克斯电平会更高。

LDR选择:

最大勒克斯水平显示为100勒克斯。该水平足以阅读,但远低于家庭照明建议的水平。充足的阳光为100,000勒克斯,典型的阴天但并非完全是暴风雨,可能为10,000 lux。因此,出于有趣的实验目的,传感器的100 lux极限似乎很低。在许多情况下,PCBA的价格可以确定为5美元(尽管像Sparkfun这样的人可能会以更低的价格卖出这种简单的东西),但购买LDR并添加电阻器并在没有运算放大器缓冲器的情况下提供5V的输入,会产生同样有用的结果,以及选择倾向于更普遍使用的LDR的能力。

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