LM358 (Op-Amp) एक लाइट सेंसर के लिए?

Question

मैं इस प्रकाश संवेदक को देख रहा हूं :

लाइट सेंसर के लिए LM358 (डुअल ओप-एएमपी मैं विश्वास करता हूं) वास्तव में क्या है? शायद मुझे कुछ याद आ रहा है .... लेकिन वास्तव में इसका क्या उद्देश्य है?

मुझे पता है कि यह एक सरल और बेवकूफी भरा सवाल है। लेकिन आप लाइट सेंसर से सिर्फ एनालॉग डेटा को क्यों नहीं पढ़ सकते हैं?

Answer 1

लीडर और एक 10 कश्मीर बाधा एक साथ एक वोल्टेज विभक्त, जिसका उत्पादन लीडर के प्रतिरोध पर निर्भर करता है के रूप में। यदि आप आउटपुट को एक कम प्रतिबाधा सर्किट से जोड़ते हैं जो प्रतिरोधों में से एक के समानांतर हो जाएगा और रीडिंग को विकृत कर देगा। $\Omega$

संपादित करें (आगे की व्याख्या के लिए सौरॉन का प्रश्न)
"प्रतिबाधा" किसी भी प्रकार के भार के लिए सामान्य शब्द है, लेकिन यहां हम इसे "प्रतिरोध" कह सकते हैं। मान लीजिए हमारे LDR का प्रतिरोध 10 k । फिर 10 के श्रृंखला प्रतिरोध के साथ वे एक 1/2 विभक्त बनाएंगे, और आउटपुट 2.5 वी होगा। लेकिन अगर आउटपुट सर्किट में अगले भाग में जाएगा, जिसमें 10 के प्रतिरोध भी है ग्राउंड, जो LDR की श्रृंखला प्रतिरोध के समानांतर बन जाएगा, और 5 k प्रतिरोध में समानांतर परिणाम में दो 10 k प्रतिरोध। तो विभक्त लीडर के 10 कश्मीर नहीं रह गया है के साथ श्रृंखला में श्रृंखला बाधा के 10 कश्मीर$\Omega$$\Omega$$\Omega$$\Omega$$\Omega$$\Omega$$\Omega$, लेकिन 5 के , और फिर विभक्त का अनुपात 1/2 के बजाय 1/3 हो जाता है। आउटपुट 2.5 V के बजाय 1.67 V होगा। इस तरह एक लोड प्रतिरोध एक रीडिंग को विकृत कर सकता है। व्यवहार में यह अंतर इतना बड़ा नहीं हो सकता है, लेकिन कई मामलों में अपेक्षित 2.5 V के बजाय 2.4 V का पढ़ना पहले से ही बहुत बड़ी त्रुटि है।$\Omega$

एक एकता लाभ बफर अपने लोड से विभक्त को अलग करता है।

ओपैंप में एक उच्च इनपुट प्रतिबाधा है और इस तरह से रीडिंग नहीं बदलेगी।

यदि आप विभक्त के आउटपुट को सीधे माइक्रोकंट्रोलर के एडीसी से जोड़ते हैं तो बफर शायद आवश्यक नहीं होगा।
LDR के ग्राफ से मान लगभग देते हैं

1 लक्स पर 30 k से 100 k , 10 लक्स में 15 k औसत, 100 लक्स पर 2.5 k से 3.5 k ।$\Omega$$\Omega$
$\Omega$
$\Omega$$\Omega$

10 k श्रृंखला रोकनेवाला के साथ इसका मतलब है कि 5V आपूर्ति के लिए आउटपुट वोल्टेज 0.45 V और 4 V के बीच भिन्न हो सकता है। LM358 का आउटपुट निम्न सीमा को संभाल सकता है, लेकिन 4 V एक समस्या हो सकती है। यह सुनिश्चित करने के लिए, यदि आपको एक बफर का उपयोग करना है, तो इसके बजाय रेल-टू-रेल opamp का उपयोग करें। जैसा कि मैंने कहा, एक माइक्रोकंट्रोलर के साथ कनेक्शन के लिए आपको शायद एक की आवश्यकता नहीं है।$\Omega$

संपादित करें
तब आपको वास्तव में पीसीबी की जरूरत नहीं है, बस एक LDR खरीदें। यहाँ इस्तेमाल की गई LDR की सीमित सीमा पर रसेल टिप्पणी करते हैं, और वह सही हैं। 100 लक्स जो आपको बहुत ही अंधेरे दिन पर मिलता है। जैसे ही सूरज निकलता है आप आसानी से उससे भी अधिक, यहाँ तक कि घर के अंदर भी होगा। एक दूसरे LDR को चुनने के बजाय मैं एक फोटोट्रांसिस्टर में बदलूंगा । वे अविश्वसनीय रूप से धीमी LDRs की तुलना में बहुत तेज़ हैं और चूंकि उनके पास एक वर्तमान आउटपुट है, इसलिए अवरोधक वोल्टेज घटना प्रकाश के साथ रैखिक होगा। आप उन्हें उसी तरह उपयोग करते हैं: एक रोकनेवाला के साथ श्रृंखला में।

यह फोटोट्रांसिस्टर आंख की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता के अनुकूल होता है। इसे 10 लक्स (गोधूलि) से 1000 लक्स (सीज़न डे) तक निर्दिष्ट किया गया है, हालांकि मैंने इसके साथ 1 लक्स (डीप ट्वाइलाइट) के स्तर पर और कई हज़ारों लक्स (पूर्ण दिन के उजाले) में बिना किसी समस्या के काम किया।

यहाँ से रोशनी का स्तर वर्णन

Comments

+1 यह विवरण में उल्लिखित वोल्टेज अनुयायी है।

— Starblue

"यदि आप आउटपुट को एक कम प्रतिबाधा सर्किट से जोड़ते हैं जो प्रतिरोधों में से एक के समानांतर हो जाएगा और रीडिंग को विकृत कर देगा"। IM प्रतिबाधा से सुपर परिचित नहीं है और यह चीजों को कैसे प्रभावित करता है, क्या आप "क्यों" यह समझा सकते हैं?

@ सौरोन - ने मेरे उत्तर को संपादित किया। अगर कुछ और है जिसे स्पष्ट करने की आवश्यकता है तो मुझे बताएं। आपका दिन शुभ हो।

— स्टीवनव

@stevenvh आपको बहुत बहुत धन्यवाद! बहुत अधिक समझ में आता है!

Answer 2

उनका चित्र नीचे दिखाया गया है।
मैंने Opamp इनवर्टिंग इनपुट में Opamp इनवर्टिंग इनपुट से कनेक्शन जोड़ा है क्योंकि यह D1 नेट लेबल्स द्वारा दिखाया गया था लेकिन दयनीय आरेख के कारण आसानी से छूट गया। गुणवत्ता। इस मामले में इस कनेक्शन को दिखाने के लिए नेट-लेबल्स का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं थी, और ऐसा करने से क्लासिक एकता लाभ बफर कॉन्फ़िगरेशन को छुपाता है।
जब एक opamp के उत्पादन का 100% वापस inverting इनपुट को खिलाया जाता है, जैसा कि यहां किया जाता है, तो आउटपुट नॉनवर्टिव इनपुट को ट्रैक करता है। आउटपुट ड्राइव कर सकता है जो भी opamp ड्राइविंग करने में सक्षम है, जबकि इनपुट कम ड्राइव क्षमता का हो सकता है, केवल opamp इनपुट ड्राइव करने में सक्षम होने की आवश्यकता होती है।

ओपैंप नॉनवर्टिंग इनपुट R_LDR & R1 कॉमन पॉइंट = पर वोल्टेज को "देखता है"

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

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बुरा सर्किट!

एक महत्वपूर्ण बिंदु, जिसे वे याद करते दिखाई देते हैं, वह यह है कि LM358 opamp में Vcc से कम अधिकतम स्वीकार्य इनपुट वोल्टेज है जो कि 25V C पर 1.5V जितना या पूरे तापमान रेंज में 2V जितना है।
इसका मतलब है कि 25C पर जब Vcc = 5V, आईसी के साथ काम कर सकता है कि अधिकतम इनपुट वोल्टेज 5 - 1.5 = 3.5 VDC है। यदि इनपुट वोल्टेज कभी भी Vcc = 5V के साथ 3.5 VDC से अधिक होता है तो आउटपुट अनिश्चित हो सकता है।

उनकी तस्वीर पर एक नज़र R1 = 10k दिखाता है।

ऊपर के रूप में, opamp में वोल्टेज = Vcc x (R1 / (R1 + R_LDR)
यह 3.5V के बराबर होगा जब R1 के पार 3.5V और R_LDR पर 1.5V गिरेंगे। ऐसा तब होता है जब R_LDR - 1.5 / 3.5 x 10k = 4300 होता है। ओम।
चूंकि LDR प्रतिरोध बढ़ती हुई रोशनी के साथ गिरता है, ऊपरी कानूनी प्रकाश सीमा तब होती है जब R_LDR = 4200 ओम, BUT LDR को उनके विकी पृष्ठ पर दिखाया जाता है, जो कि 100 लक्स पर 1K तक कम हो जाता है। (वहाँ दिखाया गया है। 1k से 2k तक फैलें विशिष्ट उत्पाद के लिए)।

प्रकाश मूल्य जहां विन = 3.5V ग्राफ से पढ़ा जा सकता है। जैसा कि देखा जा सकता है, जब LDR = 4k3, लक्स स्तर = 40 से 70 लक्स रेंज में कहीं। जैसा कि LDR को 100 लक्स पर 1K के रूप में दिखाया गया है, कुछ लोपेज़ को मापी जाने वाली वांछित सीमा से आधे से कम की अनुमति देगा। व्यवहार में कई ओपन्स 3.5V सामान्य मोड से अधिक हो सकते हैं और औसत दर्जे का लक्स का स्तर अधिक होगा।

LDR पसंद:

अधिकतम लक्स का स्तर 100 लक्स के रूप में दिखाया गया है। यह एक स्तर है जो पढ़ने के लिए पर्याप्त है लेकिन घरेलू रोशनी के लिए अनुशंसित है। पूर्ण सूर्य का प्रकाश 100,000 लक्स है और एक विशिष्ट तूफान है लेकिन पूरी तरह से तूफानी दिन 10,000 लक्स नहीं हो सकता है। तो दिलचस्प प्रयोगात्मक उद्देश्यों के लिए सेंसर की 100 लक्स सीमा बहुत कम लगती है। पीसीबीए $ 5 पर एक ठीक कीमत है (हालांकि स्पार्कफुन जैसा कोई व्यक्ति बहुत कम के लिए इस सरल को बेचने की उम्मीद करेगा) लेकिन कई मामलों में, एक एलडीआर खरीदकर और एक रोकनेवाला जोड़कर और 5V को खिलाने के साथ, बिना किसी ओपिन बफर के, एक उत्पादन होगा समान रूप से उपयोगी परिणाम, और अधिक आम तौर पर उपयोगी होने के लिए एक LDR उत्तरदायी का चयन करने की क्षमता।