vamos ver como construir um circuito de comparação de voltagem da forma mais simples usando o IC de comparação LM311.
o LM311 é um único comparador. Isto significa que é composto internamente de um comparador.
compara estas entradas de tensão e determina qual é o valor maior. Com base nisto, podem ser tomadas decisões electrónicas com base nas quais os contributos são mais importantes e mais pequenos. Assim, um comparador é muito útil em circuitos onde medimos níveis e queremos que o nosso circuito aja de certa forma, com base no facto de o nível de uma entrada ser maior ou menor do que um determinado limiar.
Antes de realmente construirmos o nosso circuito comparador, primeiro temos de rever em detalhe o pinout de um IC comparador LM311, para que você saiba o que cada pin é e o que cada pin faz.
um LM311 é um chip de 8 pinos.
o pinout é mostrado abaixo:
o LM311 tem duas entradas de energia. Estes são rotulados VCC e VEE. VCC, pin 8, é onde o terminal positivo da fonte de tensão é inserido. Esta tensão de alimentação pode ser tão alta quanto 36V. VEE, pin 4, é o pin que conectamos ao solo ou à tensão negativa. Neste circuito, nós simplesmente conectamos VEE ao solo.Estes 2 terminais completam o caminho de energia para o LM311chip e dá-lhe o poder que precisa para funcionar.
o pino GND, pin 1, liga-se ao solo. Se você olhar para o diagrama dos componentes internos do LM311, você verá que este pin é o emissor do transistor de saída do chip. Então, quando conectamos este pino ao solo, estamos cercando o emissor da saída. Este pino deve ser imobilizado para que o circuito funcione adequadamente. Se não, a saída estará sempre ligada, se a entrada não-inversa é maior ou menor do que a entrada inversa. A seguir, temos o pin de saída do chip. Este é o pin 7 do chip. Este pin é um pin de colecionador aberto. É o coletor do transistor de saída. Por isso, deve estar ligado ao VCC e isto é normalmente feito através de uma resistência puxada, mas depende da carga que estamos a carregar. Para um LED, definitivamente queremos uma resistência para limitar a corrente à carga. A seguir, temos os pinos de entrada para o comparador. Agora lidamos com o comparador que está internamente dentro do chip. O comparador tem 2 Entradas e uma saída. Uma entrada, pin 2, é o terminal de não-vertimento. A segunda entrada, pin 3, é a voltagem terminal inversa. Ligaremos uma voltagem de referência ao terminal de não-vertimento. E ligaremos um divisor de tensão ao terminal invertido do comparador. Quando a tensão de terminal inversa é maior do que a tensão de terminal não-inversa, então a saída é puxada de alta para VCC. Quando a tensão de terminal inversa é menor que a tensão de terminal não-inversa, então a saída é puxada para baixo para VEE.Estes são os únicos 5 pinos que vamos conectar. Os outros pinos que controlam a capacidade strobe e equilíbrio serão deixados sem ligação; nós não usaremos estes recursos. Para o nosso circuito, ligaremos um potenciómetro ao terminal não-pulverizador. Isto permitir-nos-á ajustar o potenciómetro para definir um nível de tensão de referência.
ligaremos então um circuito divisor de tensão, constituído por um resistor fixo e um fotorresistor, ao terminal inversor do comparador.
como funciona o circuito quando o fotorresistor é exposto à luz brilhante, tem uma resistência muito baixa. Assim, muito pouca voltagem cai sobre ele (a lei de ohm nos diz isso). Portanto, a tensão no terminal inversor será menor do que no terminal não-inversor. Então a carga ligada à saída estará desligada. No entanto, quando o fotorresistor é exposto à escuridão, sua resistência aumenta dramaticamente, assim como a voltagem que cai sobre ele. Assim, a tensão que o terminal inversor agora será maior do que no terminal não-inversor, e assim a carga conectada à saída será ligada. Assim, nosso circuito funcionará como um circuito de luz noturna. Vai ligar um LED em condições escuras.
Componentes Necessários
- LM311 IC
- Fotoresistor
- 33KΩ Resistor
- Resistor de 220Ω
- Potenciômetro
- LED
- 3 ” AA ” pilhas ou fonte de alimentação DC
Os resistores não precisa ser exato, mas deve estar em algum lugar na proximidade dos valores declarados.
o potenciômetro pode realmente ser qualquer valor.
LM311 circuito de Luz Noturna comparador
o diagrama esquemático do circuito de luz noturna é mostrado abaixo.
então isto é tão básico de um circuito como você pode obter com o LM311.Como este é um circuito de luz noturna, queremos o LED quando estiver escuro e desligado durante o dia. Então usamos o potenciômetro como um calibrador. Sintonizamo-lo para que o LED esteja desligado durante as condições de luz e em condições de escuridão. Afine o potenciômetro para que este seja o caso.
este circuito comparador compara então esta tensão de referência com a tensão produzida a partir do divisor de tensão entre o fotorresistor e o resistor de 33KΩ. É um conceito muito simples. Quando o fotorresistor é exposto a luz brilhante, a sua resistência cai muito abaixo de 30KΩ. Portanto, a maior parte da tensão é alocada para o resistor 33KΩ e pouco vai através do fotorresistor. Assim, a tensão produzida pelo divisor de tensão é inferior à tensão de referência. Portanto, a saída é desenhada para GND, o que significa que o LED não é alimentado. No entanto, durante a escuridão, o fotorresistor tem uma resistência muito alta, de modo que a maior parte da tensão é alocada através dele. Assim, a tensão produzida a partir do circuito divisor está acima da tensão de referência. Assim, a saída é desenhada alto para Vcc, e o LED liga.
e esta é a base do nosso circuito de comparação de voltagem.
para ver neste circuito na vida real, Veja o vídeo abaixo.