vi kommer att gå igenom hur man bygger en spänningskomparatorkrets på det enklaste sättet med lm311-komparatorn IC.
LM311 är en enda komparator. Det betyder att den består internt av en komparator.
den jämför dessa spänningsingångar och bestämmer vilket som är det större värdet. Baserat på detta kan elektroniska beslut fattas baserat på vilken ingång som är störreoch vilken är mindre. Således är en komparator mycket användbar i kretsar där vi mäter nivåer och vill att vår krets ska agera på ett visst sätt baserat på om nivån på en ingång är större eller mindre än en viss tröskel.
innan vi faktiskt bygger vår komparatorkrets måste vi först gå igenom i detalj pinout av en lm311 komparator IC, så att du vet vad varje stift är och vad varje stift gör.
en LM311 är ett 8-stifts chip.
pinout visas nedan:
LM311 har 2 strömingångar. Dessa är märkta VCC och VEE. VCC, stift 8, är där den positiva terminalen hos spänningsförsörjningen sätts in i. Denna matningsspänning kan vara så hög som 36V. VEE, stift 4, är stiftet vi antingen ansluter till jord eller till negativ spänning. I denna krets ansluter vi helt enkelt VEE till marken.Dessa 2 terminaler kompletterar strömvägen för LM311chip och ger den den kraft den behöver för att fungera.
GND-stiftet, stift 1, ansluts till marken. Om du tittade på diagrammet över de interna komponenterna i LM311, skulle du se att den här stiftet är emitteren till chipets utgångstransistor. Så när vi ansluter den här stiftet till marken, jordar vi emitteren på utgången. Denna stift måste jordas för att kretsen ska fungera korrekt. Om inte, kommer utgången alltid att vara på, oavsett om den icke-inverterande ingången är större än eller mindre än den inverterande ingången.
därefter har vi utgångsstiftet på chipet. Detta är stift 7 i chipet. Denna stift är en öppen kollektorstift. Det är kollektorn för utgångstransistorn. Så det måste anslutas till VCC och detta görs normalt genom ett dragmotstånd, men det beror på belastningen vi driver. För en LED vill vi definitivt ha ett motstånd för att begränsa strömmen till lasten.
därefter har vi ingångsstiften för komparatorn. Vi hanterar nu komparatorn som är internt inom chipet. Komparatorn har 2 ingångaroch en utgång. En ingång, stift 2, är den icke-inverterande terminalen. Den andra ingången, stift 3, är den inverterande terminalspänningen. Vi kommer att ansluta en referensspänning till den icke-inverterande terminalen. Och vi kommer att fästa en spänningsdelarkrets tillkomparatorns inverterande terminal. När den inverterande terminalspänningen är större än den icke-inverterande terminalspänningen, dras utmatningen högt till VCC. När den inverterande terminalspänningen är lägre än den icke-inverterande terminalspänningen, dras utgången låg till VEE.
dessa är de enda 5 stiften vi kommer att ansluta. De andra stiften som styr strobe kapacitet och balans kommer att lämnas utan samband; vi kommer inte att använda dessa funktioner.
för vår krets kommer vi att ansluta en potentiometer till den icke-inverterande terminalen. Detta gör att vi kan justerapotentiometern för att ställa in en referensspänningsnivå.
vi kommer då att ansluta en spänningsdelarkrets, bestående av ett fast motstånd och en fotoresistor, till komparatorns inverterande terminal.
hur kretsen fungerar är när fotoresistorn utsätts för starkt ljus, det har mycket lågt motstånd. Således faller mycket liten spänning över den (Ohms lag berättar för oss detta). Därför kommer spänningen vid den inverterande terminalen att vara mindre än vid den icke-inverterande terminalen. Så lasten som är ansluten till utgången kommer att vara avstängd. Men när fotoresistorn utsätts för mörker ökar dess motstånd dramatiskt, och det kommer också spänningen som faller över den. Således kommer spänningen den inverterande terminalen nu att vara större än vid den icke-inverterande terminalen, och så kommer belastningen ansluten till utgången att slås på.
således kommer vår krets att fungera som en nattljuskrets. Det kommer att slå på en LED under mörka förhållanden.
komponenter som behövs
- LM311 IC
- fotoresistor
- 33K-motstånd i passivum
- 220 motstånd i passivum
- Potentiometer
- LED
- 3 ’AA’ – batterier eller DC-strömförsörjning
motstånden behöver inte vara exakta men borde vara någonstans i närheten av de angivna värdena.
potentiometern kan verkligen vara något värde.
Lm311 komparator Nattljuskrets
schematiskt diagram över nattljuskretsen visas nedan.
så det här är lika grundläggande för en krets som du kan få med LM311.
eftersom det här är en nattljuskrets vill vi ha lysdioden på när den är mörk och släckt under dagsljus.
så vi använder potentiometern som kalibrator. Vi ställer in den så att lysdioden är avstängd under tända förhållanden och på under mörka förhållanden. Ställ in potentiometern så att så är fallet.
denna komparatorkrets jämför sedan denna referensspänning med den spänning som produceras från spänningsdelaren mellan fotoresistorn och 33K MEGAPIXELMOTSTÅNDET. Det är ett riktigt enkelt koncept. När fotoresistorn utsätts för starkt ljus, dess motstånd faller långt under 30K GHz. Därför blir det mesta av spänningen allokerad till 33K MEGAPIXELMOTSTÅNDET och lite går över fotoresistorn. Således är spänningen som produceras av spänningsdelaren mindre än referensspänningen. Därför dras utgången till GND, vilket innebär att lysdioden inte drivs. Men under mörkret, fotoresistorenhar ett mycket högt motstånd, så det mesta av spänningen blir allokerad över den. Sålunda är spänningen som produceras från delningskretsen över referensspänningen. Således dras utgången högt till Vcc, och lysdioden tänds.
och detta är grunden för vår spänningskomparatorkrets.
för att se i denna krets i verkligheten, se videon nedan.