포토 레지스트 / LDR을 사용할 때 왜 두 번째 저항이 필요합니까?
답변:
간단한 대답은 Arduino가 전압 을 측정하기가 매우 쉽고 저항 은 아니지만 포토 레지스트 (LDR), 플렉스 센서, 서미스터 등과 같은 대부분의 센서는 실제로 가변 저항이라는 것입니다.
저항 변화를 측정하기 어려운 주된 이유는 Arduino (및 대부분의 IC)에 ADC (Analog to Digital Converter) 라는 작은 시스템이 포함되어 있기 때문 입니다. 이 시스템은 아날로그 전압의 변화 를 예를 들어 정수로 변환 할 수있는 일련의 1과 0으로 변환합니다.
ADC는 전압 변화 를 읽도록 설계되었으며 , 예를 들어 Arduino의 analogRead (ADC를 사용하는)를 사용하여 포토 레지스트 판독 값을 얻으려면 저항의 변화를 전압 변화 로 변환하는 방법이 필요합니다 . 전압 분배기가 가장 쉬운 방법입니다.
센서가 이미 저항이기 때문에 전압이 바뀌어야합니다. 그러나 Vcc (5V) 및 접지를 제외하고 기준점이 없기 때문에 전압 변화를 측정하는 데 어려움이 있습니다.
반대로 분압기를 사용하는 경우 전압 변화를 측정 할 잘 정의 된 기준점이 있습니다.
이것은 Arduino의 질문이 아니지만, 포토 레지스트와 같은 것이 Arduino 사용자에게는 일반적인 초기 프로젝트라는 점에 감사합니다.
저항기 (및 기타 구성 요소)는 회로의 전압을 실제로 제한하지 않습니다. 오히려 직렬 회로의 각 구성 요소는 총 전압의 비율을 얻습니다. 그 비율은 저항에 의해 결정됩니다.
구성 요소가 하나 뿐인 경우 저항에 관계없이 전체 전압이 떨어집니다. 이 상황에서 저항을 변경하면 전류가 흐르는 양에만 영향을 미칩니다.
고정 기준점으로 두 번째 저항이 필요합니다. 두 저항이 같고 전압과 저항의 관계가 (가설 적으로) 선형 인 경우 얼마나 많은 전압을 얻을 수 있는지 알고 있습니다. 따라서이를 사용하여 포토 레지스트와 같은 다른 구성 요소의 저항을 파악할 수 있습니다.
참고로, 두 번째 저항은 안전에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 그렇지 않으면 다른 구성 요소의 저항이 너무 낮아지면 단락 될 수 있습니다.
정확한 저항 측정에는 정확한 전류 소스가 필요합니다 ( http://www.digikey.com/product-search/en/integrated-circuits-ics/pmic-current-regulation-management/2556448?k=current%20source ).
옴의 법칙, V = IR 또는 R = V / I는 선형 구성 요소의 경우 회로의 저항 값을 적용된 전압을 전류로 나눈 비율로 계산할 수 있다고 말합니다. 간단한 전압 분배기로 센서의 저항이 변함에 따라 회로의 전류도 변경됩니다. 따라서 접점에서 전압을 측정한다고해서 반드시 회로의 전류를 정확하게 나타내는 것은 아닙니다. 정확한 측정 값을 얻으려면 부과 된 전압과 전류를 모두 제어해야합니다.
또 다른 큰 이유는 직렬, 전원, LDR을 가지고 전구를 말하면 LDR 저항이 충분히 낮아지면 전구가 켜지고 저항이 유지되면 밝아집니다 감소. 트랜지스터와 컬렉터 측에 전구가있는 전위 분배기에서 더 많은 저항으로 구성된 경우 대략 1.6V (?)를 허용하는 정확한 빛의 양을 정의하기 위해 저항을 변경할 수 있습니다 (전압이베이스를 필요에 따라 고정 저항을 통해 전원에서 직접 일정한 전원 공급 장치로 전구가 갑자기 켜질 수 있습니다.
직렬로 LDR은 회로 주변의 빛에 따라 전류를 변화 시키며, 분배기 및 트랜지스터에서 빛에 의존하는 스위치로 작동합니다.
다른 전기 부품과 달리 포토 레지스터 (또는 광 의존 저항, LDR 또는 광전지)는 가변 저항입니다. 이것은 저항이 빛의 강도에 따라 달라질 수 있음을 의미합니다.
회로도의 절반을 먼저 이해하여 명확하게 이해하겠습니다.
포토 레지스트의 저항은 광 세기가 증가함에 따라 감소한다. 강한 빛 —> LDR 저항 (0ohm으로 감소) 따라서 10k (ohm) 저항은 5V에 더 가깝습니다.
포토 레지스트의 저항은 광 세기가 감소함에 따라 증가한다. 희미한 빛-> LDR 저항 (무한대까지 증가).
따라서 10k (ohm) 저항은 약간의 전압 만 얻습니다.
다음은 왜 두 번째 저항이 필요한지 묻는 전체 회로도입니다.
요점은 Arduino 보드에도 Vcc (5V)와 접지가 있습니다. 따라서 전위차가 0이면 전류가 없습니다. 따라서 먼저 Vcc (5V)가 포토 레지스트를 통해 흐르고 10k (ohm) 저항으로 이동합니다.
그런 다음 병렬 회로가 있으므로 arduino는 10k (ohm) 저항과 동일한 전압을 얻습니다. 따라서이 LDR 저항은 풀업 저항의 기능을 수행하여 전류를 VCC로 끌어옵니다.