Andremo oltre come costruire un circuito di comparatore di tensione il modo più semplice utilizzando il comparatore LM311 IC.
Il LM311 è un singolo comparatore. Ciò significa che è composto internamente da un comparatore.
Confronta questi ingressi di tensione e determina quale è il valore più grande. Sulla base di ciò, le decisioni elettroniche possono essere prese in base a quale input è maggiore e quale è più piccolo. Pertanto, un comparatore è molto utile nei circuiti in cui misuriamo i livelli e vogliamo che il nostro circuito agisca in un certo modo in base al fatto che il livello di un ingresso sia maggiore o minore di una certa soglia.
Prima di costruire effettivamente il nostro circuito comparatore, dobbiamo prima andare oltre in dettaglio la piedinatura di un IC comparatore LM311, in modo da sapere che cosa ogni pin è e ciò che ogni pin fa.
Un LM311 è un chip a 8 pin.
La piedinatura è mostrata di seguito:
Il LM311 ha 2 ingressi di alimentazione. Questi sono etichettati VCC e VEE. VCC, pin 8, è dove viene inserito il terminale positivo dell’alimentazione di tensione. Questa tensione di alimentazione può essere alto come 36V. VEE, pin 4, è il pin che sia collegare a terra o a tensione negativa. In questo circuito, colleghiamo semplicemente VEE a terra.Questi 2 terminali completano il percorso di alimentazione per il LM311chip e gli dà la potenza di cui ha bisogno per funzionare.
Il pin GND, pin 1, si collega a terra. Se si guardasse il diagramma dei componenti interni del LM311, si vedrebbe che questo pin è l’emettitore del transistor di uscita del chip. Quindi, quando colleghiamo questo pin a terra, stiamo mettendo a terra l’emettitore dell’uscita. Questo pin deve essere collegato a terra affinché il circuito funzioni correttamente. In caso contrario, l’output sarà sempre attivo, indipendentemente dal fatto che l’input non invertente sia maggiore o minore dell’input invertente.
Avanti, abbiamo il pin di uscita del chip. Questo è il pin 7 del chip. Questo pin è un pin open collector. È il collettore del transistor di uscita. Quindi deve essere collegato a VCC e questo viene normalmente fatto attraverso un resistore di pull-up, ma dipende dal carico che stiamo alimentando. Per un LED, vogliamo sicuramente un resistore per limitare la corrente al carico.
Successivamente, abbiamo i pin di ingresso per il comparatore. Ora abbiamo a che fare con il comparatore che è internamente all’interno del chip. Il comparatore ha 2 inputsand un’uscita. Un ingresso, pin 2, è il terminale noninverting. Il secondo ingresso, pin 3, è la tensione del terminale invertente. Collegheremo una tensione di riferimento al terminale non invertente. E collegheremo un circuito divisore di tensione al terminale invertente del comparatore. Quando la tensione del terminale invertente è maggiore della tensione del terminale non invertente, l’uscita viene disegnata su VCC. Quando la tensione del terminale invertente è inferiore alla tensione del terminale non invertente, l’uscita viene disegnata in basso a VEE.
Questi sono gli unici 5 pin che ci accingiamo a collegare. Gli altri pin che controllano la capacità stroboscopica e l’equilibrio saranno lasciati scollegati; non useremo queste funzionalità.
Per il nostro circuito, collegheremo un potenziometro al terminale non invertente. Questo ci permetterà di regolareil potenziometro per impostare un livello di tensione di riferimento.
Collegheremo quindi un circuito divisore di tensione, costituito da una resistenza fissa e una fotoresistenza, al terminale invertente del comparatore.
Come funziona il circuito è quando la fotoresistenza è esposta a luce intensa, ha una resistenza molto bassa. Quindi, pochissima tensione cade su di esso (la legge di ohm ci dice questo). Pertanto, la tensione al terminale invertente sarà inferiore al terminale non invertente. Quindi il carico collegato all’uscita sarà spento. Tuttavia, quando la fotoresistenza è esposta al buio, la sua resistenza aumenta drammaticamente, e così sarà la tensione che cade attraverso di essa. Pertanto, la tensione del terminale invertente sarà ora maggiore rispetto al terminale non invertente e quindi il carico collegato all’uscita verrà acceso.
Così, il nostro circuito funzionerà come un circuito di luce di notte. Si accende un LED durante le condizioni di buio.
Componenti
- LM311 IC
- Fotoresistenza
- 33KΩ Resistenza
- 220Ω Resistenza
- Potenziometro
- LED
- 3 batterie ‘AA’ o di alimentazione DC
Le resistenze non devono essere esatto, ma dovrebbe essere da qualche parte in prossimità dei valori dichiarati.
Il potenziometro può davvero essere qualsiasi valore.
LM311 Comparatore Luce di notte Circuito
Lo schema del circuito di luce di notte è mostrato di seguito.
Quindi questo è come base di un circuito come si può ottenere con il LM311.
Poiché si tratta di un circuito di luce notturna, vogliamo che il LED sia acceso quando è buio e spento durante le condizioni di luce diurna.
Quindi usiamo il potenziometro come calibratore. Lo sintonizziamo in modo che il LED sia spento durante le condizioni di illuminazione e acceso durante le condizioni di buio. Sintonizzare il potenziometro in modo che questo sia il caso.
Questo circuito comparatore confronta quindi questa tensione di riferimento con la tensione prodotta dal divisore di tensione tra la fotoresistenza e la resistenza 33KΩ. È un concetto molto semplice. Quando la fotoresistenza è esposta a luce intensa, la sua resistenza scende ben al di sotto di 30KΩ. Pertanto, la maggior parte della tensione viene allocata al resistore 33KΩ e poco passa attraverso la fotoresistenza. Pertanto, la tensione prodotta dal divisore di tensione è inferiore alla tensione di riferimento. Pertanto, l’uscita viene disegnata su GND, il che significa che il LED non è alimentato. Tuttavia, durante l’oscurità, il fotoresistoreha una resistenza molto elevata, quindi la maggior parte della tensione viene allocata attraverso di essa. Pertanto, la tensione prodotta dal circuito divisore è superiore alla tensione di riferimento. Pertanto, l’uscita viene disegnata in alto su Vcc e il LED si accende.
E questa è la base del nostro circuito di comparatore di tensione.
Per vedere in questo circuito nella vita reale, guarda il video qui sotto.