我在看这个光传感器:

为光传感器配备 LM358(我相信是双运算放大器)究竟有什么意义?也许我错过了一些东西......但它到底有什么用途?
我知道这可能是一个简单而愚蠢的问题。但是为什么你不能从光传感器中读取模拟数据呢?
我在看这个光传感器:

为光传感器配备 LM358(我相信是双运算放大器)究竟有什么意义?也许我错过了一些东西......但它到底有什么用途?
我知道这可能是一个简单而愚蠢的问题。但是为什么你不能从光传感器中读取模拟数据呢?
LDR和一个 10 k\$\Omega\$ 电阻共同构成一个分压器,其输出取决于 LDR 的电阻。如果您将输出连接到一个低阻抗电路,该电路将与其中一个电阻器并联并扭曲读数。
编辑(重新索伦的问题进一步解释)
“阻抗”是任何类型负载的总称,但在这里我们可以称之为“电阻”。假设我们的 LDR 的阻力是 10 k\$\Omega\$。然后使用 10 k\$\Omega\$ 串联电阻,它们将形成 1/2 分压器,输出将为 2.5 V。但如果输出将进入电路中的下一个部分,也有 10 k \$\Omega\$ 对地电阻,这将与 LDR 的串联电阻并联,两个 10 k\$\Omega\$ 电阻并联产生一个 5 k\$\Omega\$ 电阻。所以分压器不再是LDR的10k\$\Omega\$与串联电阻的10k\$\Omega\$串联,而是5k\$\Omega\$,那么分压器的比例就变成了1/ 3 而不是 1/2。输出将为 1.67 V 而不是 2.5 V。这就是负载电阻如何使读数失真的原因。
单位增益缓冲器将分压器与其负载隔离。
运算放大器具有高输入阻抗,因此不会改变读数。
如果您将分频器的输出直接连接到微控制器的 ADC,则可能不需要缓冲器。
LDR 图表中的值给出了大约
30 k\$\Omega\$ 到 100 k\$\Omega\$ 在 1 勒克斯,
15 k\$\Omega\$ 平均在 10 勒克斯,
2.5 k\$\Omega\$ 到 3.5 k\$\Omega\ $ 100 勒克斯。
使用 10 k\$\Omega\$ 串联电阻,这意味着对于 5V 电源,输出电压可能在 0.45 V 和 4 V 之间变化。LM358的输出可以处理下限,但 4 V 可能是个问题. 可以肯定的是,如果您必须使用缓冲器,请改用 Rail-To-Rail 运算放大器。就像我说的,要与微控制器连接,您可能不需要一个。
编辑
那你真的不需要PCB,买个LDR就行了。Russell 评论了这里使用的 LDR 的有限范围,他是对的。100 勒克斯是你在非常黑暗的一天得到的。太阳一出来,即使在室内,您也很容易拥有更多。我不会选择其他 LDR,而是改用光电晶体管。它们比极其缓慢的 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呈线性关系。您以相同的方式使用它们:与电阻器串联。
该光电晶体管适用于人眼的光谱灵敏度。它被指定为 10 勒克斯(暮光)到 1000 勒克斯(阴天),尽管我在低至 1 勒克斯(深暮)和高达数千勒克斯(全日光)的水平上使用它时没有问题。
此处的照明级别说明
他们的图表如下所示。
我已经添加了从 Opamp 反相输入到 Opamp 输出的连接,因为 D1 网络标签显示了这一点,但由于可怜的图表很容易错过。质量。在这种情况下,无需使用网络标签来显示此连接,这样做会隐藏经典的单位增益缓冲区配置。
当运算放大器 100% 的输出反馈到反相输入时,如此处所做的,输出跟踪同相输入。输出可以驱动运算放大器能够驱动的任何东西,而输入可以具有低驱动能力,只需要能够驱动运算放大器输入即可。
运算放大器同相输入“看到”R_LDR 和 R1 公共点的电压 =
Vin = Vcc x (R1/(R1 + R_LDR)

电路不好!
他们似乎忽略了一个重要的一点,即 LM358 运算放大器的最大允许输入电压在 25°C 时比 Vcc 低多达 1.5V,或在整个温度范围内多达 2V。
这意味着在 25C 时,当 Vcc = 5V 时,IC 可以处理的最大输入电压为 5 - 1.5 = 3.5 VDC。如果输入电压高于 3.5 VDC,且 Vcc = 5V,则输出可能不确定。
看看他们的照片,R1 = 10k。

如上所述,进入运算放大器的电压 = Vcc x (R1/(R1 + R_LDR)
当 R1 上下降 3.5V 和 R_LDR 上下降 1.5V 时,这将等于 3.5V。所以当 R_LDR = 1.5/3.5 x 10k = 4300 时会发生这种情况欧姆。
随着光的增加,LDR 电阻下降,法定光上限是当 R_LDR = 4200 欧姆时,但 LDR在他们的 Wiki 页面上显示为在 100 勒克斯下降至 1K。(显示有典型产品的价格从 1k 扩展到 2k)。
可以从图中读取 Vin = 3.5V 的光值。可以看出,当 LDR = 4k3 时,勒克斯水平 = 40 到 70 勒克斯范围内的某个地方。由于 LDR 在 100 勒克斯下显示为 1K,因此某些运算放大器将允许测量不到所需范围的一半。在实践中,许多运算放大器可能会超过 3.5V 共模范围,并且可测量的照度水平会更高。
LDR 选择:
最大勒克斯水平显示为 100 勒克斯。这是一个足以阅读的水平,但远低于建议用于家庭照明的水平。充足的阳光是 100,000 勒克斯,典型的阴天但不是完全暴风雨的日子可能是 10,000 勒克斯。因此,出于有趣的实验目的,传感器的 100 勒克斯限制似乎非常低。PCBA 的价格还不错,为 5 美元(尽管像 Sparkfun 这样简单的东西可能会以更低的价格出售)但在许多情况下,购买 LDR 并添加一个电阻器并馈入 5V,没有运算放大器缓冲器,会产生同样有用的结果,加上选择更普遍有用的 LDR 的能力。
