photoresistor เป็นตัวต้านทานอยู่แล้วและจะ จำกัด แรงดันไฟฟ้าในวงจร ทำไมถึงไม่สามารถเชื่อมต่อกับขาและวัดได้ ทำไมต้องมีตัวต้านทานตัวที่สองเพื่อเชื่อมต่อตัวรับแสงเข้ากับกราวด์?
คำตอบ:
คำตอบง่ายๆคือแรงดันไฟฟ้านั้นง่ายมากสำหรับ Arduino ที่จะวัดในขณะที่ความต้านทานไม่ได้และเซ็นเซอร์ส่วนใหญ่เช่น Photoresistor (LDR), เซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่น, เทอร์มิสเตอร์และอื่น ๆ - เป็นจริงตัวต้านทานตัวแปร
เหตุผลหลักก็ยากที่จะวัดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเป็นที่ Arduino (และส่วนใหญ่ IC) มีระบบเล็ก ๆ ที่เรียกว่าอนาล็อกเป็นดิจิตอล Converter (ADC) ระบบนี้แปลการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอะนาล็อกเป็นชุดของ 1 และ 0 ที่สามารถแปลงเป็นจำนวนเต็มตัวอย่างเช่น
เอดีซีที่ถูกออกแบบมาเพื่ออ่านแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงและถ้าเราต้องการที่จะใช้ Arduino ของanalogRead (ซึ่งใช้เอดีซี) ที่จะได้รับการอ่าน photoresistor ตัวอย่างเช่นเราจะต้องมีวิธีการแปลงการเปลี่ยนแปลงในความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงในแรงดันไฟฟ้า - และ ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดที่จะทำ
มันเป็นความจริงที่เซ็นเซอร์เป็นตัวต้านทานอยู่แล้วและควรเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า แต่คุณจะมีปัญหาในการวัดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากไม่มีจุดอ้างอิงยกเว้น Vcc (5V) และกราวด์:
ในทางตรงกันข้ามเมื่อใช้ตัวแบ่งแรงดันคุณมีจุดอ้างอิงที่กำหนดไว้อย่างดีเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงแรงดัน:
นี่ไม่ใช่คำถามของ Arduino อย่างเด็ดขาด แต่ฉันขอขอบคุณที่สิ่งต่างๆเช่นตัวต้านทานภาพเป็นโครงการแรกสำหรับผู้ใช้ Arduino
ตัวต้านทาน (และส่วนประกอบอื่น ๆ ) ไม่ได้ จำกัด แรงดันไฟฟ้าในวงจรเช่นนี้ ค่อนข้างแต่ละส่วนประกอบในวงจรอนุกรมได้รับสัดส่วนของแรงดันรวม สัดส่วนนั้นพิจารณาจากความต้านทาน
หากคุณมีเพียงองค์ประกอบเดียวแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะลดลงไม่ว่าจะมีค่าความต้านทานเท่าใด การเปลี่ยนความต้านทานในสถานการณ์นั้นจะส่งผลต่อปริมาณกระแสที่ไหลผ่านเท่านั้น
คุณต้องการตัวต้านทานตัวที่สองเป็นจุดอ้างอิงคงที่ คุณรู้ว่ามันจะได้แรงดันเท่าไหร่ถ้าความต้านทานทั้งสองเท่ากันและความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและความต้านทานเป็นเส้นตรง (สมมุติ) คุณสามารถใช้มันเพื่อดูว่าส่วนประกอบอื่น ๆ มีความต้านทานเช่น photo-resistor
ในฐานะที่เป็นหมายเหตุด้านตัวต้านทานที่สองยังสามารถมีบทบาทสำคัญเพื่อความปลอดภัย หากไม่มีมันคุณสามารถจบลงด้วยการลัดวงจรหากความต้านทานของส่วนประกอบอื่น ๆ ต่ำเกินไป
วัดที่ถูกต้องของความต้านทานต้องใช้แหล่งจ่ายกระแสที่แม่นยำ ( http://www.digikey.com/product-search/en/integrated-circuits-ics/pmic-current-regulation-management/2556448?k=current%20source )
กฎของโอห์ม V = IR หรือ R = V / I ระบุว่าสำหรับองค์ประกอบเชิงเส้นค่าความต้านทานในวงจรสามารถประมาณได้โดยอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้หารด้วยกระแส ด้วยตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบง่าย ๆ เนื่องจากความต้านทานของเซ็นเซอร์จะเปลี่ยนกระแสในวงจร ดังนั้นการวัดแรงดันที่จุดต่อไม่จำเป็นต้องมีการบ่งชี้ที่แม่นยำของกระแสในวงจร ทั้งแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่กำหนดควรถูกควบคุมเพื่อให้ได้การวัดที่แม่นยำ
อีกเหตุผลใหญ่สำหรับมันคือถ้าคุณมีเพียงแค่ในซีรีส์แหล่งพลังงาน LDR และพูดว่าหลอดไฟจากนั้นหลอดไฟอาจเข้ามาทันทีที่ความต้านทาน LDR ลดลงพอแล้วมันจะสว่างขึ้นเมื่อความต้านทานยังคงอยู่ ลดลง หากกำหนดค่าด้วยตัวต้านทานเพิ่มเติมในตัวแบ่งที่อาจเกิดขึ้นกับทรานซิสเตอร์และหลอดที่ด้านตัวสะสมคุณสามารถปรับค่าความต้านทานเพื่อกำหนดปริมาณแสงที่แน่นอนซึ่งจะช่วยให้ประมาณ 1.6V (?) (แรงดันใดก็ตามเปลี่ยนฐานเป็น ต่อไปตัวนำ) และดังนั้นแสงที่หลอดไฟจะเปิดขึ้นทันทีด้วยแหล่งจ่ายไฟคงที่โดยตรงจากแหล่งพลังงานผ่านตัวต้านทานคงที่ถ้าจำเป็น
ดังนั้นในซีรีส์ LDR จะเปลี่ยนแปลงกระแสกับแสงรอบ ๆ วงจรในตัวแบ่งและทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ขึ้นอยู่กับแสง
ต่างจากอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ photoresistor (หรือตัวต้านทานขึ้นอยู่กับแสง LDR หรือตาแมว) เป็นตัวต้านทานตัวแปร ซึ่งหมายความว่าความต้านทานของมันขึ้นอยู่กับความเข้มของแสง
ฉันจะไปก่อนด้วยครึ่งหนึ่งของแผนภาพวงจรเพื่อทำความเข้าใจอย่างชัดเจน
ความต้านทานของ photoresistor จะลดลงเมื่อความเข้มแสงเพิ่มขึ้น แสงจ้า -> ความต้านทาน LDR (ลดลงถึง 0ohms) ดังนั้นตัวต้านทาน 10k (โอห์ม) จึงมองใกล้กับ 5V
ความต้านทานของตัวรับแสงจะเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มแสงลดลง แสงสลัว -> ความต้านทาน LDR (เพิ่มขึ้นถึงอนันต์)
ดังนั้นตัวต้านทาน 10k (ohm) จะได้รับแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
นี่คือแผนภาพวงจรเต็มรูปแบบที่คุณต้องการถามว่าทำไมต้องมีตัวต้านทานที่สอง
จุดสำคัญคือบอร์ด Arduino ยังมี Vcc (5V) และพื้นดิน ดังนั้นจึงไม่มีกระแสหากความต่างศักย์เป็นศูนย์ ดังนั้นก่อนอื่น Vcc (5V) จะไหลผ่าน photoresistor และไปที่ตัวต้านทาน 10k (ohm)
จากนั้นเนื่องจากมีวงจรแบบขนาน arduino จะได้แรงดันไฟฟ้าเท่ากับตัวต้านทาน 10k (ohm) ดังนั้นตัวต้านทาน LDR นี้ทำหน้าที่ของตัวต้านทานแบบดึงขึ้นซึ่งดึงกระแสไปยัง VCC