Kurs elektroniki II - #5 - czujniki analogowe

[Komentator]

Układy elektroniczne odbierają bodźce ze świata zewnętrznego poprzez różnego rodzaju czujniki (sensory). Pomiar temperatury, natężenia światła lub innych wartości byłby bez nich niemożliwy.Podczas wykonywania ćwiczeń z tej części kursu wykorzystamy proste czujniki analogowe; bardzo ważny okaże się tutaj również komparator.

UWAGA, to tylko wstęp! Dalsza część artykułu dostępna jest na blogu.

Przeczytaj całość »

Poniżej znajdują się komentarze powiązane z tym wpisem.

Edytowano Grudzień 11, 2020 przez Gieneq

[Shadok]

Ciekawy artykuł i przydatne elementy elektroniczne do zastosowania w codziennym użytkowaniu. Nie łapię jednak różnicy w PRAKTYCZNYM zastosowaniu np. fotorezystora a fototranzystora. Można prosić o przybliżenie tego poprzez podanie jakiś praktycznych zastosowań? Z góry dziękuję.

[Treker (Damian Szymański)]

Shadok, jeśli chodzi o praktyczne różnice to ja podam najważniejsze z mojego punktu. Po pierwsze obudowa - fotorezystory, nie mają żadnej soczewki. Ciężej ukierunkować odczytywanie światła z konkretnego punktu. Po drugie w przypadku fototranzystorów zdecydowanie łatwiej o czułość tylko na wybrane zakresy światła (np. na podczerwień). Obie zalety wykorzystywane są przez konstruktorów robotów micromouse, przykład: [Micromouse] Let Me Out. Tam zastosowanie fototranzystorów pozwala na uzyskanie precyzyjnych czujników.

Oczywiście pomijam zupełnie kwestie zasady działania takie czujnika

[Tom277]

Więc może ja podam różnice w zastosowaniu fototranzystora i fotorezystora. Kilka lat temu zrobiłem obrazek podświetlany diodami LED RGB. Diody "w kółko" płynnie zmieniały kolor, ale żeby było efektowniej zrobiłem też automatyczne włączanie podświetlania po zmroku i wyłączanie wraz ze świtem. Problem polegał na tym, że diody oświetlały fotorezystor w roli czujnika światła, co prowadziło do błędnego działania ponieważ mikrokontroler myślał, że jest już jasno więc wyłączał diody. Wtedy dla mikrokontrolera było już za ciemno i włączał diody ponownie. Więc wprowadziłem poprawkę w programie i na czas pomiaru oświetlenia wyłączałem diody LED. Niestety bezwładność fotorezystora była na tyle duża, że czas wyłączenia diod musiał być ok 0.5 sekundy co przejawiało się cyklicznym, zauważalnym miganiem podświetlenia obrazka, trochę to irytuje. Po roku zrobiłem drugi obrazek, nauczony doświadczeniem wiedziałem, że muszę coś zrobić z pomiarem światła. Wybór padł na fototranzystor. Bezwładność fototranzystora jest dużo, dużo mniejsza. Dzięki czemu drugi obrazek dokonuje pomiaru oświetlenia pokoju w ciągu ok 5-10 ms co jest niezauważalne dla człowieka.

Może to co powyżej nie jest super profesjonalnym przykładem różnicy fotorezystora i fototranzystora, ale na pewno praktycznym

Pozdrawiam

[Treker (Damian Szymański)]

Tom277, super - bardzo dobry i praktyczny przykład, dzięki!

[Shadok]

Treker, Tom277, dziękuję za wyjaśnienia i trafne przykłady.

[Rafi212]

Dlaczego przy potencjometrze sa rezystory R1 i R2 ?

[Treker (Damian Szymański)]

Rafi212, tak jak było mówione na początku kursu (Kurs elektroniki II – #2 – komparatory napięcia), komparatory charakteryzuje również zakres bezpiecznych napięć wejściowych. Dodatkowe rezystory zapobiegają sytuacji, w której wejście komparatora zostałoby zwarte z szynami zasilania (gnd/vcc). Gwarantują one, że "po każdej stronie" dzielnika będzie zawsze minimum 10kΩ.

[Xses]

Kupiłem fotorezystor, który jest opisany jako GL5616, ale zamiast pracować w zakresie 5-10 kOm to pracuje on w zakresie ok 0,5-3 kOm. Czy jest on zepsuty, czy poprostu ktoś w sklepie się pomylił?

Następny pomiar wykazał jeszcze ciekawsze wyniki fotorezystor zaczął pracować w zakresie 0,15-28 kOm.

[Treker (Damian Szymański)]

Ciężko stwierdzić, bo oczywiście wynik zależy od warunków, w których robisz pomiar. Niestety większość fotorezystorów nie posiada żadnych oznaczeń, więc najczęściej trzeb zawierzyć sprzedawcy Z drugiej strony przeważnie takie czujniki działają w układzie dzielnika napięcia, więc niezależnie od ich rezystancji można uzyskać odpowiednie działanie układu (zmieniając drugi element dzielnika napięcia).

[Xses]

Dzięki za odpowiedź.

[Philip]

Dałoby się w jakiś sposób zastąpić innymi elementami komparator LM311? Jest to jedyny element, którego nie posiadam, a chciałem sobie przerobić te schematy z czujnikami analogowymi.

[Philip]

Ponawiam pytanie

[marek1707]

Tak, da się, ale raczej nie jednym elementem i bardzo zależy to od konkretnego schematu tego co robisz (możesz podać jakiś przykład?). Najprostszym komparatorem jest para różnicowa, ale na Twoim miejscu kupiłbym scalak. Nie masz szans zrobić na piechotę tego co robi kilkanaście sprytnie połączonych tranzystorów.

EDIT: Albo inaczej: powiedz czym dysponujesz. Masz coś w szufladzie?

[Philip]

Schematy, które chciałem sobie zrobić to te z tej części kursu. https://forbot.pl/blog/kurs-elektroniki-ii-czujniki-analogowe-komparator-id10025 wszystkie z termistorem, fotorezystorem i fototranzystorem.

Co do tranzystorów, to posiadam 10 tranzystorów NPN BC547B, kilka MOSFET'ów IRF730, jeden IRL 540N, jednego PNP S8550. Poza tym układów scalonych zbytnio nie posiadam, bo typowym elektronikiem nie jestem Tak jak napisałeś taki komparator składa się z jakiejś liczby tranzystorów. Można by coś skombinować, ale będzie ciężko. W artykule o komparatorach z kursu II elektroniki jest schemat najprostszego komparatora składającego się z trzech tranzystorów. Patrzyłem na notę katalogową LM311 i zobaczyłem takie coś jak na zamieszczonym zdjęciu.

Trudno by było zmontować taki schemat i w dodatku tyle tranzystorów też nie mam.

Myślę, że najłatwiejszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie Arduino, ale to poszedłbym bardzo na łatwiznę. Tak czy inaczej możnaby jakoś sterować tranzystorami, aby osiągnąć podobny układ.