Уголок радиолюбителя
Вопрос:
Можно ли измерить разницу между двумя источниками света с помощью измерительного усилителя?
Ответ:
Да, путем замены резистора в петле измерительного усилителя на два фоторезистора. Во многих устройствах освещения, измерение относительной интенсивности двух источников света важнее, чем измерение любой другой интенсивности в отдельности.
Благодаря этому мы можем быть уверены, что оба источника светятся с одинаковой интенсивностью. Например, очень полезно сравнивать яркость в контрольной комнате (комната 1) с другой комнатой (комната 2) в том же здании, чтобы вы могли вносить изменения в любое время дня и ночи. А если у вас есть какое-kbmj производство, то вы можете контролировать, что условия освещения не меняются.
Одним из способов определения относительной интенсивности является измерение различных выходных сигналов двух дополнительных датчиков света. Их разность будет преобразована в сигнал напряжения относительно земли.
Схема на рисунке 1 показывает простой, но эффективный способ решения этого вопроса с помощью измерительного усилителя, такого как AD623, в цепи с сопротивлением регулировки усиления.
Рисунок 1. Простая схема измерения относительного пропускания света
Обратите внимание, что в этой цепи есть два специальных резистора, R1 и R2. Это LDR, которые используются для измерения яркости двух источников света.
Что такое LDR? Этот термин означает светозависимый резистор или фоторезистор. Это пассивный элемент схемы с резистором, который меняет свое сопротивление в зависимости от интенсивности его освещения. Светозависимые резисторы бывают разных форм и цветов и используются во многих электронных схемах, особенно в системах сигнализации, коммутационных устройствах, часах и светофорах.
Как правило, сопротивление LDR очень высоко в темноте — почти 1 МОм, но когда свет падает на LDR, сопротивление его падает до нескольких кОм (10 … 20 кОм при 10 люкс, 2 … 4 кОм при 100 люкс) в зависимости от модели.
Рисунок 2. внешний вид LDR
Конструкция устройства
Принципиальная схема приведена на рисунке 1. В ней используются AD623 и два элемента LDR. Главный датчик, фоторезистор R1 является точкой отсчета освещения. Он используется в качестве контрольного уровня интенсивности освещения и находится в диспетчерской.
Если вы сравниваете более двух источников света, вы должны использовать этот источник в качестве опорного значения для каждого сравнения. Следует помнить, что изменение сопротивления фоторезисторов, как правило, длится от 8 до 12 мс. Однако может потребоваться до нескольких секунд, чтобы сопротивление вернулось к своему первоначальному значению.
Сама конструкция очень проста. Питание схемы составляет ± 5 В, а напряжение на обоих входах — VIN. Следовательно, и на одном выводе каждого фоторезистора будет одинаковое напряжение, а другой их вывод заземлен.
Если бы на оба фоторезистора попало одинаковое количество света, разница между ними была бы равна нулю, потому что их сопротивления равны. В результате выходное напряжение будет равно 0 В. Когда обе комнаты освещены не одинаково, существует разница между интенсивностью двух источников света, которая вызывает появление напряжения на выходе системы. Поляризация этого напряжения указывает, какая комната ярче. Если выходное напряжение положительно, то это означает, что больше света попадает на LDR2, и наоборот.
Как работает система измерения
На рисунке 3 показан график диапазона выходного сигнала. При входном напряжении 1 В прямоугольного сигнала 1 кГц выходной сигнал (около 2 В) указывает на то, что источник света в комнате 2 ярче.
Рисунок 3. Выходное напряжение указывает на разницу в интенсивности света
В схеме, представленной в этой статье, можно подключить два светодиода к выходу AS623. Красный светодиод, с подключенным анодом к выходу, загорится, когда выходной сигнал будет положительным (источник света № 2 будет ярче), а желтый светодиод, с подключенным анодом к земле, будет включен, когда источник света № 1 станет ярче.
Яркость светодиода указывает на уровень относительной амплитуды интенсивности в помещении. Когда обе комнаты одинаково освещены светодиоды не будут светиться. Напряжение на выходе схемы составляет:
Эффективное значение на выходе — уровень интенсивности двух источников света. После калибровки значения LDR1, чтобы найти точное значение сопротивления при определенной яркости, LDR1 можно заменить простым резистором, а затем система сравнит значение LDR2 с определенной яркостью.
В этом случае постоянный резистор действует как опорная точка. Этот тип схемы можно использовать как простое устройство для отслеживания яркости источника света. Такая схема может управлять движением солнечных панелей в соответствии с движением солнца, или ее можно использовать в роботах, участвующих в поисковых операциях, направляя попавших в ловушку людей по свету.
Для реализации такого устройства вы можете использовать сервопривод, который вращает фоторезисторы. Используя систему AD623, вы можете проверить производительность двух лампочек, разместив их в разных комнатах с LDR1 и LDR2 соответственно. Эта схема имеет низкое энергопотребление и может работать от двух батареек типа АА, что удобно при использовании в портативных устройствах.