De LDR en een 10 k \ $ \ Omega \ $ weerstand vormen samen een spanningsdeler, waarvan de output afhangt van de weerstand van de LDR. Als u de uitgang aansluit op een circuit met lage impedantie, wordt dit parallel aan een van de weerstanden en wordt de aflezing vervormd.

bewerken (opnieuw de vraag van Sauron voor verdere uitleg)
"Impedantie" is het algemene woord voor elk type belasting, maar hier kunnen we het "weerstand" noemen ". Stel dat de weerstand van onze LDR 10 k \ $ \ Omega \ $ is. Dan zullen ze met de weerstand van de 10 k \ $ \ Omega \ $ serie een 1/2 deler vormen, en de output zal 2,5 V zijn. Maar als de output naar het volgende deel van het circuit zou gaan, dat ook een 10 k \ $ \ Omega \ $ weerstand tegen aarde, die parallel zou worden aan de serieweerstand van de LDR, en twee parallel geschakelde weerstanden van 10 k \ $ \ Omega \ $ resulteren in een weerstand van 5 k \ $ \ Omega \ $. Dus de verdeler is niet langer de 10 k \ $ \ Omega \ $ van de LDR in serie met de 10 k \ $ \ Omega \ $ van de serieweerstand, maar met 5 k \ $ \ Omega \ $, en dan wordt de verhouding van de verdeler 1 / 3 in plaats van 1/2. De output zal 1,67 V zijn in plaats van 2,5 V. Zo kan een belastingsweerstand een aflezing verstoren. In de praktijk is het verschil misschien niet zo groot, maar in veel gevallen is een uitlezing van 2,4 V in plaats van de verwachte 2,5 V al een te grote fout.

Een eenheidsversterkingsbuffer isoleert de deler van zijn lading.

De opamp heeft een hoge ingangsimpedantie en verandert dus niets aan de uitlezing.

Als u de uitvoer van de verdeler rechtstreeks aansluit op de ADC van een microcontroller, is de buffer waarschijnlijk niet nodig.
De waarden uit de grafiek van de LDR geven ongeveer

30 k \ $ \ Omega \ $ tot 100 k \ $ \ Omega \ $ bij 1 lux,
15 k \ $ \ Omega \ $ gemiddeld bij 10 lux,
2,5 k \ $ \ Omega \ $ tot 3,5 k \ $ \ Omega \ $ bij 100 lux.

Met een weerstand van de 10 k \ $ \ Omega \ $ -serie betekent dit dat voor een voeding van 5V de uitgangsspanning kan variëren tussen 0,45 V en 4 V. De uitgang van de LM358 kan de lagere limiet, maar de 4 V kan een probleem zijn. Om zeker te zijn: als je een buffer moet gebruiken, gebruik dan een Rail-To-Rail opamp. Zoals ik al zei, voor verbinding met een microcontroller heb je er waarschijnlijk geen nodig.

bewerken
Dan heb je de PCB niet echt nodig, koop gewoon een LDR. Russell geeft commentaar op het beperkte bereik van de LDR die hier wordt gebruikt, en hij heeft gelijk. 100 lux is wat je krijgt op een hele donkere dag. Zodra de zon tevoorschijn komt, heb je gemakkelijk meer dan dat, zelfs binnenshuis. In plaats van een andere LDR te selecteren, zou ik overschakelen naar een fototransistor . Ze zijn veel sneller dan de ongelooflijk langzame LDR's en omdat ze een stroomuitvoer hebben, zal de weerstandsspanning lineair zijn met invallend licht. Je gebruikt ze op dezelfde manier: in serie met een weerstand.

Deze fototransistor is aangepast aan de spectrale gevoeligheid van het oog. Het is gespecificeerd van 10 lux (schemering) tot 1000 lux (bewolkte dag), hoewel ik er zonder problemen mee heb gewerkt op niveaus zo laag als 1 lux (diepe schemering) en zo hoog als enkele duizenden lux (volledig daglicht).

Beschrijvingen van verlichtingsniveaus van hier

Hun diagram wordt hieronder getoond.
Ik heb de verbinding van de inverterende ingang van Opamp naar de uitgang van Opamp toegevoegd, zoals werd aangetoond door de D1-netlabels, maar gemakkelijk over het hoofd werd gezien door het pathetische diagram. kwaliteit. Het was in dit geval niet nodig om net-labels te gebruiken om deze verbinding te maken, en dit verbergt de klassieke bufferconfiguratie voor eenheidsversterking.
Wanneer 100% van de uitvoer van een opamp wordt teruggevoerd naar de inverterende ingang, zoals hier wordt gedaan volgt de output de niet-inverterende input. De output kan alles aansturen dat de opamp kan aansturen, terwijl de input een laag aandrijfvermogen kan hebben en alleen de opamp-input hoeft aan te sturen.

De niet-inverterende ingang opamp "ziet" de spanning op het R_LDR & R1 gemeenschappelijk punt =

Vin = Vcc x (R1 / (R1 + R_LDR)

Slecht circuit!

Een belangrijk punt, dat ze lijken te hebben gemist, is dat de LM358 opamp een maximaal toelaatbare ingangsspanning van minder dan Vcc met maar liefst 1,5 V bij 25 ° C of zelfs 2 V over het hele temperatuurbereik.
Dit betekent dat bij 25 ° C wanneer Vcc = 5 V, de maximale ingangsspanning die de IC aankan, is 5 - 1,5 = 3,5 VDC. Als de ingangsspanning ooit hoger is dan 3,5 VDC met Vcc = 5V, dan kan de uitgang onbepaald zijn.

Een blik op hun afbeelding toont R1 = 10k.

Zoals hierboven, de spanning in de opamp = Vcc x (R1 / (R1 + R_LDR)
Dit is gelijk aan 3,5 V wanneer 3,5 V over R1 valt en 1,5 V over R_LDR. Dus dit gebeurt wanneer R_LDR = 1.5 / 3.5 x 10k = 4300 Ohm.
Aangezien de LDR-weerstand afneemt met toenemend licht, is de wettelijke bovenste lichtlimiet wanneer R_LDR = 4200 Ohm, MAAR de LDR wordt op hun Wiki-pagina weergegeven als afnemend tot slechts 1K bij 100 lux. (Er is aangetoond dat er een spreiding is van 1k tot 2k voor een typisch product).

De lichtwaarde waarbij Vin = 3,5V is af te lezen uit de grafiek. Zoals te zien is, wanneer LDR = 4k3, luxniveau = ergens in het bereik van 40 tot 70 lux. Aangezien de LDR wordt weergegeven als 1K bij 100 lux, kan bij sommige opamps minder dan de helft van het gewenste bereik worden gemeten. In de praktijk kunnen veel opamps de 3,5V common mode ranmge overschrijden en het meetbare luxniveau zal hoger zijn.

LDR keuze:

Het maximale luxniveau wordt weergegeven als 100 lux. Dat is een niveau dat voldoende is om te lezen, maar ver onder wat wordt aanbevolen voor huiselijke verlichting. Vol zonlicht is 100.000 lux en een typische bewolkte maar niet helemaal stormachtige dag kan 10.000 lux zijn. Dus de limiet van 100 lux van de sensor lijkt erg laag voor interessante experimentele doeleinden. De PCBA is een redelijke prijs voor $ 5 (hoewel van iemand als Sparkfun zou worden verwacht dat hij zoiets eenvoudigs voor veel minder zou verkopen) MAAR in veel gevallen zou het kopen van een LDR en het toevoegen van een weerstand en het invoeren van 5V, zonder opamp-buffer, een even nuttig resultaat, plus de mogelijkheid om een ​​LDR te selecteren die waarschijnlijk meer algemeen bruikbaar is.