Skocz do zawartości

Funkcja harmoniczna jako wynik pomiarów z dzielnika


Wojtek

Pomocna odpowiedź

Taka sytuacja. Używam sobie ADC do pomiaru poziomu oświetlenia za pośrednictwem fototranzystora. Podłączenie jest dość nietypowe (tzn. podyktowane ułożeniem elementów na płytce) gdyż fototranzystor jest podłączony z jednej strony do + a z drugiej do rezystora 100K, rezystor 100K drugim wyprowadzeniem idzie do masy. Ze środka tego dzielnika idzie linia do ADC.

Przed napisaniem programu przeliczyłem sobie jak będzie wyglądała funkcja napiecia mierzonego przez ADC od zmiany oporu fototranzystora. Wyszło mi f(x) = 500 /(R + 100) gdzie R to opór fototranzystora w kiloomach. Od razu spostrzegłem że to funkcja harmoniczna , zrobiłem sobie też wykres:

Spojrzałem też jak wygląda tradycyjny dzielnik i jaki jest wzór. Niestety z wzoru wynika że zmienna też będzie w mianowniku (opór fotorezystora będzie w szeregu z rezystorem R1)więc znów mamy funkcję harmoniczną:

Czy jest jakiś sprzętowy sposób żeby uzyskać zależność liniową napięcia na wejściu ADC od oporu fototranzystora i co za tym idzie nie musieć tego przeliczać programowo (R= (500/U) -100)?

Link do komentarza
Share on other sites

Źródło prądowe to dobry pomysł pomiaru rezystancji - tak przecież działają wszystkie mierniki cyfrowe (multimetry). Przepuszczają jakiś znany, kalibrowany prąd przez opornik i mierzą napięcie, bo tylko tyle naprawdę potrafią.

Harnaś akurat napisał o fototranzystorze (kolektor, emiter), którego podłączanie do źródła prądowego jest bez sensu, bo sam takim źródłem już jest i prąd jaki z niego otrzymujemy już jest dość liniowo zależny od oświetlenia. Wystarczy go więc przepuścić przez rezystor i sprawa z głowy. Jestem pewien, że myślał jednak o fotorezystorze 🙂

Nie wiem do czego Ci ten pomiar oświetlenia ale zwykle sam fotorezystor nie jest całkiem liniowy tzn. jego rezystancja nie zależy liniowo od natężenia padającego światła. To oznacza, że nawet jeśli dostaniesz z jakiegoś układu sygnał (np. napięcie) proporcjonalne do rezystancji to i tak nie można go wprost wykorzystać jako analogu oświetlenia. Trzeba będzie zrobić kilkupunktową kalibrację przez przybliżenie np. wielomianem. A skoro już to robić to i układ źródła prądowego jest też niepotrzebny. Procesorowi jest wszystko jedno jakie wyniki przybliża jaką krzywą. I tak musi to policzyć.

Natomiast jeśli nie potrzebujesz dokładnego poziomu oświetlenia np. w luxach tylko ogólną informację o jasności otoczenia (np. ciemność, pokój, bardzo jasno) to powinien wystarczyć pomiar napięcia jaki już zrobiłeś.

W każdym razie gdybyś był zainteresowany źródłem prądowym, to przygotuj co najmniej jeden tranzystor, kilka oporników, diodę itp. Im więcej tam wpakujesz elementów tym będzie miało lepszą stabilność temepraturową i większą impedancję wyjściową, a to przecież chodzi.

Acha i jeszcze jedno. Charakterstyka oka jest mocno nieliowa jeśli chodzi o odczucie jasności. Liniowy czujnik nie będzie więc dobrze oddawał wrażeń ludzi. Do takich pomiarów sa specjalne układy ze wzmacniaczami logarytmującymi. Coś takiego pokrywa np. 5 rzędów wielkości zmian jasności przy sygnale wyjściowym proporcjonalnym do logarytmu z jasności. Gdyby normalny układ liniowy miał zrobić to samo, musiałby mieć rozdzielczość 10e-5 a to jest praktycznie niemożliwe.

Link do komentarza
Share on other sites

Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.

jlcpcb.jpg

jlcpcb.jpg

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

Nie i to całkiem nie przypadkiem.

Jak najmniejszą impedancję wyjściową powinno mieć źródło napięciowe. Jego napięcie wyjściowe powinno być jak najbardziej niezależne od prądu obciążenia a to uzyskasz gdy "wewnątrz" źródła nie będzie żadnej rezystancji szeregowej - tylko czysta SEM.

Źródło prądowe jest tego przeciwieństwem. Niezależnie od tego co podłączysz na wyjście powinien płynąć taki sam prąd. Taki efekt uzyskasz, gdy wewnątrz źródła będzie jakby bardzo duży opornik szeregowy. Wyobraź sobie, że "w środku" źródła masz 1MΩ a źródło w jakiś sposób wypuszcza prąd 1mA. Czy będzie jakaś zmiana prądu gdy raz źródło zewrzesz (Robc=0) a raz podłaczysz mu np. Robc=1k? Prawie żadna, prawda? Bo w stosunku do 1MΩ to nawet i 1k to pikuś. Oczywiście w prawdziwym źródle prądowym rzeczywistego opornika nie ma i dużą impedancję wyjściową uzyskuje się poprzez wykorzystanie własności elementów aktywnych (tranzystorów) lub sprzężeń zwrotnych (wzmacniacze operacyjne) ale i w źródle napięciowym żadnego rezystora też raczej nie znajdziemy.

Gdybyś kiedyś był w desperacji i potrzebował mniej więcej stałego prądu dla pewnego niedużego zakresu zmian obciążenia, to opornik z powyższego przykładu czyli 1MΩ mógłby się nadać. To prymityw ale podłączony do +5V dałby Ci 5uA prądu i działałby w zakresie obciążeń 0-1k z dokłądnością lepszą niż 0.1% 🙂

Wstawienie tranzystora umożliwia zrobienie źródła prądu np. kilku mA o dużej impedancji wyjściowej bez konieczności dysponowania napięciami setek woltów. Inaczej, gdybyś chciał mieć nadal ten 1MΩ i prąd np. 5mA to musiałbyś zasilać to z 5kV co jest zupełnie, no.. niepraktyczne 🙂

Link do komentarza
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Anonim
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.

×
×
  • Utwórz nowe...

Ważne informacje

Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym może działać lepiej. Więcej na ten temat znajdziesz w Polityce Prywatności.