We zullen bespreken hoe je een voltage comparator circuit op de eenvoudigste manier kunt bouwen met behulp van de lm311 comparator IC.
de LM311 is één comparator. Dit betekent dat het intern is samengesteld uit één comparator.
het vergelijkt deze spanningsinputs en bepaalt welke de grootste waarde is. Op basis hiervan kunnen elektronische beslissingen worden genomen op basis van welke input groter en welke kleiner is. Een comparator is dus erg handig in circuits waar we niveaus meten en willen dat ons circuit op een bepaalde manier werkt op basis van de vraag of het niveau van een ingang groter of kleiner is dan een bepaalde drempel.
voordat we ons comparatorcircuit daadwerkelijk bouwen, moeten we eerst de pinout van een lm311 comparator IC in detail doornemen, zodat je weet wat elke pin is en wat elke pin doet.
een LM311 is een 8-pins chip.
de pinout is hieronder weergegeven:
de LM311 heeft 2 stroomingangen. Deze zijn gelabeld VCC en VEE. VCC, pin 8, is waar de positieve terminal van de voedingsspanning wordt ingebracht in. Dit voedingsspanning kan zo hoog zijn als 36V. VEE, speld 4, is de speld die we of verbinden met grond of met negatief voltage. In dit circuit verbinden we VEE gewoon met de grond.Deze 2 terminals completeren het stroompad voor de LM311chip en geven hem het vermogen dat hij nodig heeft om te functioneren.
de GND-pin, pin 1, verbindt met de grond. Als je kijkt naar het diagram van de interne componenten van de LM311, zou je zien dat deze pin de zender is van de uitgangstransistor van de chip. Dus als we deze pin met de grond verbinden, aarden we de zender van de output. Deze pin moet geaard zijn om het circuit goed te laten werken. Zo niet, dan zal de uitvoer altijd AAN staan, of de niet-inverterende ingang groter of kleiner is dan de inverterende ingang.
vervolgens hebben we de outputspeld van de chip. Dit is pin 7 van de chip. Deze pin is een open collector pin. Het is de collector van de uitgangstransistor. Dus het moet worden aangesloten op VCC en dit wordt normaal gedaan door middel van een pull-up weerstand, maar het hangt af van de belasting die we voeden. Voor een LED willen we zeker een weerstand om de stroom te beperken tot de belasting.
vervolgens hebben we de input pins voor de comparator. We behandelen nu de comparator die intern in de chip zit. De comparator heeft 2 input en een output. Een ingang, pin 2, is de niet-omdraaiende terminal. De tweede ingang, pin 3, is de inverterende klemspanning. We sluiten een referentiespanning aan op de niet-omdraaiende terminal. En we zullen een spanningsverdelercircuit vastmaken aan de inverterminal van de comparator. Wanneer het inverterende eindvoltage groter is dan het niet-inverterende eindvoltage, dan wordt de output hoog aan VCC getrokken. Wanneer het omgekeerde eindvoltage lager is dan het niet-omschakelende eindvoltage, dan wordt de output laag aan VEE getrokken.
dit zijn de enige 5 pins die we gaan verbinden. De andere spelden die stroboscoopactiviteit en het saldo controleren zullen niet verbonden worden gelaten; wij zullen deze eigenschappen niet gebruiken.
voor ons circuit zullen we een potentiometer aansluiten op de niet-omdraaiende terminal. Dit zal ons toelaten om de potentiometer aan te passen om een referentievoltage niveau in te stellen.
vervolgens wordt een spanningsverdelercircuit, bestaande uit een vaste weerstand en een fotoresistor, aangesloten op de inverterminal van de comparator.
hoe het circuit werkt is wanneer de fotoresistor wordt blootgesteld aan fel licht, het heeft een zeer lage weerstand. Er valt dus heel weinig spanning over (ohm ‘ s wet vertelt ons dit). Daarom zal de spanning bij de inverterende terminal minder zijn dan bij de niet-inverterende terminal. Dus de belasting verbonden met de uitgang zal uitgeschakeld zijn. Echter, wanneer de fotoresistor wordt blootgesteld aan duisternis, neemt de weerstand dramatisch toe, en zo zal de spanning die eroverheen valt. Zo zal de spanning van de inverterende terminal nu groter zijn dan bij de niet-inverterende terminal, en dus zal de belasting verbonden met de uitgang worden ingeschakeld.
ons circuit zal dus functioneren als een nachtlichtcircuit. Het zal een LED inschakelen tijdens donkere omstandigheden.
benodigde onderdelen
- LM311 IC
- fotoresistor
- 33KΩ weerstand
- 220Ω weerstand
- Potentiometer
- LED
- 3 ‘ AA ‘ – batterijen of gelijkstroomvoeding
de weerstanden hoeven niet exact te zijn, maar moeten zich ergens in de nabijheid van de opgegeven waarden bevinden.
de potentiometer kan werkelijk elke waarde zijn.
Lm311 Nachtlichtcircuit (comparator)
het schema van het nachtlichtcircuit is hieronder weergegeven.
dus dit is de basis van een circuit als je kunt krijgen met de LM311.
aangezien dit een nachtlichtcircuit is, willen we de LED aan als het donker is en uit bij daglicht.
dus gebruiken we de potentiometer als kalibrator. We stemmen het zo af dat de LED uit is tijdens verlichte omstandigheden en aan tijdens donkere omstandigheden. Stel de potentiometer zo af dat dit het geval is.
dit vergelijkingscircuit vergelijkt deze referentiespanning met de spanning die wordt geproduceerd door de spanningsverdeler tussen de fotoresistor en de 33KΩ weerstand. Het is een heel eenvoudig concept. Wanneer de fotoresistor aan helder licht wordt blootgesteld, valt zijn weerstand ruim onder 30KΩ. Daarom wordt het grootste deel van de spanning toegewezen aan de 33KΩ weerstand en gaat er weinig over de fotoresistor. De spanning die door de spanningsverdeler wordt geproduceerd, is dus minder dan de referentiespanning. Daarom wordt de uitgang naar GND getrokken, wat betekent dat de LED niet wordt aangedreven. Maar tijdens het donker heeft de fotoresistor een zeer hoge weerstand, dus het grootste deel van de spanning wordt eroverheen verdeeld. De spanning die uit het verdelingscircuit wordt geproduceerd, ligt dus boven de referentiespanning. Aldus, wordt de output getrokken hoog aan Vcc, en de LEIDENE zet aan.
en dit is de basis van ons spanningsvergelijkingscircuit.
om in dit circuit in het echt te zien, zie de video hieronder.