LM311コンパレータICを使用して、電圧コンパレータ回路を最も簡単な方法で構築する方法について説明します。
LM311はシングルコンパレータです。 これは、内部的に1つのコンパレータで構成されていることを意味します。
これらの電圧入力を比較し、どちらが大きい値であるかを決定します。 これに基づいて、どの入力が大きいか、どの入力が小さいかに基づいて電子的な決定を行うことができます。 したがって、コンパレータは、レベルを測定し、入力のレベルが特定のしきい値より大きいか小さいかに基づいて回路を特定の方法で動作させたい回路
コンパレータ回路を実際に構築する前に、まずLM311コンパレータICのピン配置を詳細に説明し、各ピンが何であるか、各ピンが何をするのかを知る必要があ
LM311は8ピンチップです。
ピン配列を以下に示します:
LM311に2つの入力がある。 これらはvccおよびVEEとラベルされています。 Vcc、ピン8は、電圧電源の正の端子が挿入される場所です。 この電源電圧は36Vと同じ高さにすることができます。vee、ピン4は、グラウンドまたは負電圧に接続するピンです。 この回路では、VEEをグラウンドに接続するだけです。これらの2つの端子はLm311Chipの電源経路を完成させ、機能するために必要な電力を供給します。
GNDピン1はグラウンドに接続します。 LM311の内部部品の図を見ると、このピンがチップの出力トランジスタのエミッタであることがわかります。 したがって、このピンをグラウンドに接続すると、出力のエミッタがアースされます。 回路が正常に動作するには、このピンを接地する必要があります。 そうでない場合、非反転入力が反転入力よりも大きいか小さいかにかかわらず、出力は常にオンになります。
次に、チップの出力端子があります。 これはチップのピン7です。 このピンはオープン-コレクタ-ピンです。 出力トランジスタのコレクタです。 したがって、これはVCCに接続する必要があり、これは通常プルアップ抵抗を介して行われますが、電力を供給している負荷に依存します。 LEDの場合、負荷への電流を制限するための抵抗が必要です。
次に、コンパレータの入力端子があります。 ここでは、チップ内に内部的にあるコンパレータを扱います。 コンパレータには2つの入力と1つの出力があります。 1つの入力、ピン2は非反転端子です。 2番目の入力ピン3は反転端子電圧です。 非反転端子に基準電圧を接続します。 そして、分圧器回路をコンパレータの反転端子。 反転端子電圧が非反転端子電圧よりも大きい場合、出力はvccにハイ-レベルに引き出されます。 反転端子電圧が非反転端子電圧よりも低い場合、出力はveeにロー-レベルに描画されます。
これらは、我々が接続しようとしている唯一の5つのピンです。 ストロボ機能とバランスを制御する他のピンは未接続のままになります。
私たちの回路では、非反転端子にポテンショメータを接続します。 これにより、ポテンショメータを調整して基準電圧レベルを設定することができます。
その後、固定抵抗とフォトレジストからなる分圧回路をコンパレータの反転端子に接続します。
回路の仕組みは、フォトレジストが明るい光にさらされているとき、それは非常に低い抵抗を持っています。 したがって、それを横切る電圧はほとんどありません（オームの法則はこれを教えてくれます）。 したがって、反転端子の電圧は非反転端子の電圧よりも小さくなります。 したがって、出力に接続された負荷はオフになります。 しかし、フォトレジストが暗闇にさらされると、その抵抗は劇的に増加し、その両端に落ちる電圧も増加します。 したがって、反転端子の電圧は非反転端子の電圧よりも大きくなるため、出力に接続された負荷がオンになります。
したがって、私たちの回路は夜間の光回路として機能します。 それは暗い条件の間にLEDをつけます。
必要な部品
- LM311IC
- フォトレジスト
- 33K Ω抵抗
- 220Ω抵抗
- ポテンショメータ
- LED
- 3’AA’電池またはDC電源
抵抗は正確である必要はありませんが、記載された値の近くのどこかにある必要があります。
ポテンショメータは実際には任意の値にすることができます。
LM311コンパレータナイトライト回路
ナイトライト回路の概略図を以下に示します。
だから、これはLM311で得ることができる回路の基本的なものです。
これは夜間照明回路なので、暗いときはLEDをオンにし、日中はオフにします。
では、ポテンショメータをキャリブレータとして使用します。 点灯している状態ではLEDがオフになり、暗い状態ではledがオンになるように調整します。 これが当てはまるようにポテンショメータを調整します。
この比較回路は、この基準電圧をフォトレジストと33K Ω抵抗の間の分圧器から生成される電圧と比較します。 それは本当に単純な概念です。 フォトレジストが明るい光にさらされると、その抵抗は30K Ωをはるかに下回ります。 したがって、ほとんどの電圧は33K Ω抵抗に割り当てられ、フォトレジストを横切ることはほとんどありません。 したがって、分圧器によって生成される電圧は、基準電圧よりも小さい。 したがって、出力はGNDに描画され、LEDに電力が供給されていないことを意味します。 しかし、暗闇の間、フォトレジスト非常に高い抵抗を有するので、電圧の大部分はそれを横切って割り当てられる。 したがって、分圧回路から生成される電圧は基準電圧を上回っています。 これにより、出力はvccにハイ-レベルに引き出され、LEDがオンになります。
これが私たちの電圧比較回路の基礎です。
この回路を実際に見るには、下のビデオを参照してください。