omówimy, jak zbudować obwód komparatora napięcia w najprostszy sposób, wykorzystując układ komparatora lm311.
Lm311 jest pojedynczym komparatorem. Oznacza to, że składa się wewnętrznie z jednego komparatora.
porównuje te wejścia napięcia i określa, która jest większą wartością. Na tej podstawie można podejmować decyzje elektroniczne w oparciu o to, który wkład jest większy, a który mniejszy. Tak więc komparator jest bardzo przydatny w obwodach, w których mierzymy poziomy i chcemy, aby nasz Obwód działał w określony sposób w oparciu o to, czy poziom wejścia jest większy, czy mniejszy niż określony próg.
zanim faktycznie zbudujemy nasz układ komparatora, najpierw musimy szczegółowo omówić pinout układu komparatora LM311, abyś wiedział, czym jest każdy pin i co robi każdy pin.
LM311 to 8-pinowy układ.
:
Lm311 posiada 2 wejścia zasilania. Są one oznaczone jako VCC i VEE. VCC, pin 8, to miejsce, w które wkłada się dodatni zacisk zasilania napięciowego. To napięcie zasilania może wynosić nawet 36V. VEE, pin 4, to pin, który podłączamy do masy lub do napięcia ujemnego. W tym układzie po prostu podłączamy VEE do masy.Te 2 zaciski uzupełniają ścieżkę zasilania dla LM311chip i dają mu moc potrzebną do działania.
pin GND, pin 1, łączy się z uziemieniem. Jeśli spojrzysz na schemat wewnętrznych komponentów LM311, zobaczysz, że ten pin jest emiterem tranzystora wyjściowego układu. Więc kiedy podłączymy ten pin do masy, uziemiamy emiter wyjścia. Ten pin musi być uziemiony, aby Obwód działał poprawnie. Jeśli nie, wyjście będzie zawsze włączone, niezależnie od tego, czy nieinwertujące wejście jest większe czy mniejsze niż wejście odwracające.
następnie mamy pin wyjściowy układu. To jest pin 7 Chipa. Ten pin jest otwartym pin kolektora. Jest to kolektor tranzystora wyjściowego. Tak więc musi być podłączony do VCC i zwykle odbywa się to za pomocą rezystora pull-up, ale zależy to od obciążenia, które zasilamy. W przypadku diody LED zdecydowanie chcemy rezystora, aby ograniczyć prąd do obciążenia.
następnie mamy piny wejściowe dla komparatora. Teraz mamy do czynienia z komparatorem, który znajduje się wewnątrz Chipa. Komparator ma 2 wejścia i jedno wyjście. Jedno wejście, pin 2, jest terminalem nieinwertującym. Drugie wejście, pin 3, jest odwróconym napięciem terminala. Podłączymy napięcie odniesienia do terminala nieinwertującego. I podłączymy Obwód dzielnika napięcia do odwróconego zacisku komparatora. Gdy odwrócone napięcie na zacisku jest większe niż nieinwertujące napięcie na zacisku, wyjście jest rysowane wysoko do VCC. Gdy napięcie zacisku odwróconego jest niższe niż napięcie zacisku nieinwertującego, wyjście jest rysowane nisko do VEE.
to jedyne 5 pinów, które połączymy. Pozostałe piny sterujące zdolnością stroboskopu i balansem pozostaną niezwiązane; nie będziemy korzystać z tych funkcji.
dla naszego obwodu podłączymy potencjometr do nieinwertującego terminala. Pozwoli nam to na dostosowanie potencjometru do ustawienia poziomu napięcia odniesienia.
następnie podłączymy Obwód dzielnika napięcia, składający się ze stałego rezystora i fotorezystora, do zacisku odwracającego komparatora.
jak działa obwód, gdy Fotorezystor jest wystawiony na działanie jasnego światła, ma bardzo niską rezystancję. Tak więc, bardzo małe napięcie spada przez niego(prawo Ohma mówi nam o tym). Dlatego napięcie na zacisku odwracającym będzie mniejsze niż na zacisku nieinwertującym. Tak więc obciążenie podłączone do wyjścia będzie wyłączone. Jednak gdy Fotorezystor jest wystawiony na działanie ciemności, jego rezystancja dramatycznie wzrasta, podobnie jak napięcie, które spada na niego. Tak więc napięcie zacisku odwracającego będzie teraz większe niż na zacisku nieinwertującym, a więc obciążenie podłączone do wyjścia zostanie włączone.
tak więc nasz obwód będzie działał jako obwód światła nocnego. Włącza diodę LED w ciemnych warunkach.
potrzebne komponenty
- LM311 IC
- Fotorezystor
- Rezystor 33kω
- Rezystor 220ω
- potencjometr
- LED
- 3 baterie ” AA ” lub zasilacz DC
Rezystory nie muszą być dokładne, ale powinny znajdować się gdzieś w pobliżu podanych wartości.
potencjometr może być naprawdę dowolną wartością.
Lm311 komparator Night Light Circuit
schemat obwodu światła nocnego przedstawiono poniżej.
jest to więc podstawowy układ, jaki można uzyskać dzięki LM311.
ponieważ jest to Obwód światła nocnego, chcemy, aby dioda LED była włączona, gdy jest ciemno i wyłączona w warunkach dziennych.
używamy więc potencjometru jako kalibratora. Dostrajamy go tak, aby dioda LED była wyłączona w warunkach oświetleniowych i włączona w ciemności. Dostroić potencjometr tak, aby tak było.
ten obwód komparatora następnie porównuje to napięcie odniesienia z napięciem wytworzonym z dzielnika napięcia między fotorezystorem a rezystorem 33kω. To bardzo prosta koncepcja. Gdy Fotorezystor jest wystawiony na działanie jasnego światła, jego rezystancja spada znacznie poniżej 30 kω. Dlatego wiÄ ™ kszoĹ ” Ä ‡ napiÄ ™ cia zostaje przydzielona do rezystora 33kω, a niewiele przechodzi przez Fotorezystor. Tak więc napięcie wytwarzane przez dzielnik napięcia jest mniejsze niż napięcie odniesienia. Dlatego wyjście jest pobierane do GND, co oznacza, że dioda LED nie jest zasilana. Jednak w ciemności Fotorezystor ma bardzo wysoką rezystancję, więc większość napięcia zostaje rozdzielona przez nią. Tak więc napięcie wytwarzane z obwodu dzielnika jest powyżej napięcia odniesienia. W ten sposób wyjście jest rysowane wysoko do Vcc, a dioda LED włącza się.
i to jest podstawa naszego obwodu komparatora napięcia.
aby zobaczyć ten układ w prawdziwym życiu, zobacz wideo poniżej.