Dlaczego potrzebujesz drugiego rezystora, gdy używasz fotorezystora / LDR?
Odpowiedzi:
Odpowiedź jest prosta, że napięcie jest bardzo łatwy do Arduino do środka, przy czym rezystancja nie jest, a większość czujników takich jak fotorezystor (LDR), czujnik flex, termistory i więcej - są w rzeczywistości rezystory zmienne.
Głównym powodem, dla którego trudno jest zmierzyć zmiany rezystancji, jest to, że Arduino (i większość układów scalonych) zawiera niewielki system o nazwie Analog to Digital Converter (ADC) . Ten system przekształca zmiany napięcia analogowego na szereg zer i jedynek, które z kolei można przekształcić na liczbę całkowitą.
ADC jest przeznaczony do odczytu zmian napięcia , a jeśli chcemy użyć analogowego czytnika Arduino (który wykorzystuje ADC), aby uzyskać na przykład odczyty fotorezystora, będziemy potrzebować sposobu na konwersję zmian rezystancji na zmiany napięcia - i dzielnik napięcia jest najłatwiejszym sposobem na to.
Prawdą jest, że czujnik jest już rezystorem i jako taki powinien zmieniać napięcie na nim. Miałbyś jednak problemy z mierzeniem zmian napięcia, ponieważ nie ma punktu odniesienia oprócz Vcc (5 V) i uziemienia:
Przeciwnie, gdy używasz dzielnika napięcia, masz dobrze zdefiniowany punkt odniesienia do pomiaru zmian napięcia:
To nie jest ściśle pytanie Arduino, ale doceniam, że takie elementy jak fotorezystory są powszechnymi wczesnymi projektami dla użytkowników Arduino.
Rezystory (i inne elementy) tak naprawdę nie ograniczają napięcia w obwodzie jako takim. Zamiast tego każdy element w obwodzie szeregowym otrzymuje część całkowitego napięcia. Proporcję tę określa jej opór.
Jeśli masz tylko jeden element, całe napięcie spada na niego bez względu na opór. Zmiana rezystancji w tej sytuacji wpłynąłaby tylko na przepływ prądu przez nią.
Potrzebujesz drugiego rezystora jako stałego punktu odniesienia. Wiesz, ile napięcia otrzyma, jeśli obie rezystancje są równe, a związek między napięciem a rezystancją jest (hipotetycznie) liniowy. Możesz zatem użyć tego, aby dowiedzieć się, jaki opór ma drugi element, np. Fotorezystor.
Na marginesie, drugi rezystor może również odgrywać ważną rolę dla bezpieczeństwa. Bez tego może dojść do zwarcia, jeśli rezystancja drugiego elementu spadnie zbyt nisko.
Dokładny pomiar rezystancji wymaga dokładnego źródła prądu ( http://www.digikey.com/product-search/en/integrated-circuits-ics/pmic-current-regulation-management/2556448?k=current%20source ).
Prawo Ohma, V = IR lub R = V / I stwierdza, że dla składników liniowych wartość rezystancji w obwodzie można oszacować na podstawie stosunku przyłożonego napięcia podzielonego przez prąd. Dzięki prostemu dzielnikowi napięcia wraz ze zmianą rezystancji czujnika zmienia się prąd w obwodzie. Zatem pomiar napięcia na złączu niekoniecznie zapewnia dokładne wskazanie prądu w obwodzie. Zarówno nałożone napięcie, jak i prąd powinny być kontrolowane, aby uzyskać dokładne pomiary.
innym ważnym powodem jest to, że jeśli masz tylko szeregowo źródło zasilania, LDR i powiesz żarówkę, żarówka może się zapalić, gdy tylko opór LDR spadnie wystarczająco nisko, a następnie będzie jaśniejszy, gdy opór będzie się utrzymywał maleje. Jeśli skonfigurowano więcej rezystorów w dzielniku potencjału z tranzystorem i żarówką po stronie kolektora, możesz zmieniać rezystory, aby określić dokładną ilość światła, która pozwoli na około 1,6 V (?) (Niezależnie od napięcia, które zamienia podstawę w przewodnik i tak), a zatem światło, przy którym żarówka nagle się zaświeci przy stałym zasilaniu bezpośrednio ze źródła zasilania przez stały rezystor, jeśli to konieczne.
Tak więc szeregowo LDR będzie różnicować prąd ze światłem wokół obwodu, w dzielniku i tranzystorze działa jak przełącznik zależny od światła
W przeciwieństwie do innych elementów elektrycznych, fotorezystor (lub rezystor zależny od światła, LDR lub fotokomórka) jest rezystorem zmiennym. Oznacza to, że jego rezystancja może zależeć od natężenia światła.
Najpierw pójdę z połową schematu obwodu, aby jasno zrozumieć.
Rezystancja fotorezystora maleje wraz ze wzrostem natężenia światła. Silne światło -> rezystancja LDR (zmniejsza się do 0 omów) Tak więc rezystor 10k (om) widzi bliżej 5 V.
Rezystancja fotorezystora rośnie wraz ze spadkiem natężenia światła. Przyciemnij światło -> odporność na LDR (wzrasta do nieskończoności).
Tak więc rezystor 10k (om) dostaje tylko niewielkie napięcie.
Oto pełny schemat obwodu, który chcesz zapytać, dlaczego potrzebny jest drugi rezystor.
Kluczowym punktem jest to, że płyta Arduino ma również napięcie Vcc (5 V) i uziemienie. Zatem nie ma prądu, jeśli różnica potencjałów wynosi zero. Dlatego po pierwsze, Vcc (5V) przepłynie przez fotorezystor i przejdzie do rezystora 10k (om).
Następnie, ponieważ istnieje obwód równoległy, arduino otrzyma takie samo napięcie jak rezystor 10k (om). Tak więc ten rezystor LDR pełni funkcję rezystora podciągającego, który pobiera prąd do VCC.