이 저항이하는 일을 어떻게 명명합니까?

5 볼트 전원으로 구동되는 포토 레지스트를 사용하는 기본 회로가 있습니다. 나는이 프로젝트를 통해 아들에게 다양한 센서에 대해 설명하고 온라인에서 찾은 회로를 사용했습니다. 다음과 같이 보입니다 :

개략도

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

내가 이것을 설명 할 수있는 유일한 방법은 저항이 접지로의 안전한 경로를 제공하여 전류가 아날로그 센서로 흐르지 않고 아날로그 센서를 손상시키지 않도록하는 것입니다 (포토 레지스터에서 읽을 "전압"만 남김).

요점은 그것을 보호하는 것이 확실하지 않습니다. 풀업 / 풀다운 저항의 예를 살펴 봤지만 로직 입력이 "부동"하는 것을 막는 것 같습니다. 이 회로에서는 연속 가변 전압 공급 장치이므로 그렇게하지 않는 것으로 보입니다.

목적을 어떻게 지정합니까?

voltage resistors photoresistor

— 과도 현상
소스

답변:

그것은 보호를위한 것이 아니라 광전지와 함께 전압 분배기를 형성하는 것입니다.

일반적인 광전지의 경우 저항은 5kΩ (빛)과 50kΩ (어두움) 사이에서 다를 수 있습니다
. 실제 값은 센서마다 상당히 다를 수 있습니다 (데이터 시트를 확인해야합니다)

저항을 나가면 아날로그 입력은 어느 쪽이든 5V를 보게됩니다 (물리적으로 영향을 미치지 않을 정도로 충분히 높은 임피던스의 아날로그 입력을 가정 할 때)
.

저항 없음

센서가 1MΩ의 입력 저항으로 opamp에 연결되어 있다고 가정합시다 (opamps가 갈수록 꽤 낮고 100의 MΩ 일 수 있음)

광전지에 빛이 비치지 않고 저항이 50kΩ 일 때 우리는 다음을 얻습니다.

5 V \times \frac{1 M Ω}{1 M Ω + 50 k Ω} = 4.76 V

$5~\mathrm{V} \times \frac{1~\mathrm{M}\Omega}{1~\mathrm{M}\Omega + 50~\mathrm{k}\Omega} = 4.76~\mathrm{V}$

광전지에 빛이 비추고 저항이 5kΩ 일 때, 우리는 다음을 얻습니다.

5 V \times \frac{1 M Ω}{1 M Ω + 5 k Ω} = 4.98 V

$5~\mathrm{V} \times \frac{1~\mathrm{M}\Omega}{1~\mathrm{M}\Omega + 5~\mathrm{k}\Omega} = 4.98~\mathrm{V}$

따라서 이처럼 많이 사용되지 않는 것을 볼 수 있습니다. 명암 사이에서 ~ 200mV 만 스윙합니다. opamps 입력 저항이 자주 높아질 경우 몇 μV를 말하는 것일 수 있습니다.

저항으로

이제 다른 저항을 접지에 추가하면 변화가 발생합니다. 20kΩ 저항을 사용한다고 가정하십시오. 우리는 부하 저항이 큰 차이를 내지 않을 정도로 충분히 높고 소스 저항이 충분히 낮다고 가정하여 계산에 포함시키지 않습니다 (우리가 그렇게했다면 Russell의 답변에서 맨 아래 다이어그램처럼 보일 것입니다)

광전지에 빛이 비치지 않고 저항이 50kΩ 일 때, 우리는 다음을 얻습니다.

5 V \times \frac{20 k Ω}{20 k Ω + 50 k Ω} = 1.429 V

$5~\mathrm{V} \times \frac{20~\mathrm{k}\Omega}{20~\mathrm{k}\Omega + 50~\mathrm{k}\Omega} = 1.429~\mathrm{V}$

광전지에 빛이 비추고 저항은 5k입니다.

5 V \times \frac{20 k Ω}{20 k Ω + 5 k Ω} = 4.0 V

$5~\mathrm{V} \times \frac{20~\mathrm{k}\Omega}{20~\mathrm{k}\Omega + 5~\mathrm{k}\Omega} = 4.0~\mathrm{V}$

저항의 변화를 전압으로 변환하기 위해 왜 저항이 필요한지 알 수 있습니다.

부하 저항 포함

철저 함을 위해 마지막 예제의 계산에 1MΩ 부하 저항을 포함시키고 싶다고 가정 해 봅시다.

수식을보다 쉽게 볼 수 있도록 단순화합니다. 20kΩ 저항은 이제 부하 저항과 병렬이되므로 둘 다 하나의 유효 저항으로 결합 할 수 있습니다.

\frac{20 k Ω \times 1000 k Ω}{20 k Ω + 1000 k Ω} \approx 19.6 k Ω

$\frac{20~\mathrm{k}\Omega \times 1000~\mathrm{k}\Omega}{20~\mathrm{k}\Omega + 1000~\mathrm{k}\Omega} \approx 19.6~\mathrm{k}\Omega$

이제 이전 예에서 20kΩ을이 값으로 간단히 대체합니다.

빛없이 :

5 V \times \frac{19.6 k Ω}{19.6 k Ω + 50 k Ω} = 1.408 V

$5~\mathrm{V} \times \frac{19.6~\mathrm{k}\Omega}{19.6~\mathrm{k}\Omega + 50~\mathrm{k}\Omega} = 1.408~\mathrm{V}$

빛으로 :

5 V \times \frac{19.6 k Ω}{19.6 k Ω + 5 k Ω} = 3.98 V

$5~\mathrm{V} \times \frac{19.6~\mathrm{k}\Omega}{19.6~\mathrm{k}\Omega + 5~\mathrm{k}\Omega} = 3.98~\mathrm{V}$

예상대로 차이는 크지 않지만 특정 상황에서 이러한 상황을 고려해야하는 방법을 볼 수 있습니다 (예 : 낮은 부하 저항)-큰 차이를 보려면 10kΩ의 부하로 계산을 실행하십시오.

— 올리 글레이저
소스

이것이 바로 내가 찾던 것입니다. 저항이 주로 전압이 아닌 전류에 대한 것이라는 점에서 혼란 스러웠습니다. 이것은 매우 깔끔합니다.

— 일시적인

첫 번째 계산에서는 200mV의 차이를 말하는 것 같습니다.

— Mark C

@MarkC-네, 그렇습니다. 감사합니다. 아침에 5시 50분 여기, 내 머리는 아마 얼마 전에 침대 a를 갔다 .. :-)

— OLI 글레이저에게

일부 uC의 ADC 핀과 같은 일부 아날로그 입력의 입력 저항은 10kΩ 정도로 낮습니다.

— tyblu

(1) 이것은 Oli의 말에 추가됩니다.

이것은 출력 부하가 없거나 R1 또는 R2보다 저항이 훨씬 높을 때 적용 되므로 무시할 수 있습니다.

옴스 법칙에 따르면 저항의 전압 강하는 전류 I 및 저항 R에 비례하므로

V = I x R

전류 Iin은 R1을 통과 한 다음 R2를 통해 접지로 흐릅니다.
전류는 둘 다 공통이며 Iin과 동일하므로 I_in, I_R1 및 I_R2를 참조 할 필요가 없습니다. 모두 동일한 전류이므로 모든 전류를 "I"라고 할 수 있습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

그래서

R1의 전압, V_R1 = I x R1
R2의 전압, V_R2 = I x R2.

우리가 쓸 수있는 방정식을 재정렬

I = V_R1 / R1 및

I = V_R2 / R2

동일하기 때문에 두 줄은 서로 동일하므로

V_R1 / R1 = V_R2 / R2

또는-V_R1 / V_r2 = R1 / R2

즉, 언로드 전압 분배기에서 저항의 전압 강하는 저항 값에 비례합니다.

즉, 예를 들어 30k + 10k 분배기에 12V가 있고 저항 값이 3 : 1이므로 전압도 3 : 1이됩니다. 따라서 30k의 전압은 9V가되고 10k의 전압은 3V가됩니다.

한 번 사용하기에 충분할 정도로 분명하지만, 여전히 강력하고 유용합니다.

Vin에 내부 저항이 있고 부하 저항이 있으면 방정식이 더 복잡해집니다. 복잡하지 않으며 특히 어렵지 않습니다. 더 복잡합니다. 배우는 동안 도움 이되도록이 오닌 계산기를 사용하면이 회로의 값을 계산할 수 있습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

http://www.vk2zay.net/calculators/simpleDivider.php

— 러셀 맥 마혼
소스

부하 저항이 R2보다 크다는 의견에 대한 약간의 부록 : 부하 저항이 R2에 비해 크면 부하 저항의 상대적으로 큰 변화도 측정에 영향을 미치지 않습니다. 예를 들어, R2가 정확히 10k이지만 부하 저항이 1M에서 1,000M까지 다양 할 수있는 경우, 부하 저항은 최종 결과에 대한 약 1 %의 불확실성 만 기여합니다. 부하 저항이 2M이라고 가정하면 계산 결과는 1M에서 무한대까지의 실제 값에 대해 0.5 % 이내가됩니다.

— supercat