Mengapa Anda memerlukan resistor kedua saat menggunakan photoresistor / LDR?
Jawaban:
Jawaban sederhananya adalah voltase sangat mudah diukur oleh Arduino, sedangkan resistansi tidak, dan sebagian besar sensor seperti Photoresistor (LDR), sensor fleksibel, termistor, dan lainnya - sebenarnya merupakan variabel resistor.
Alasan utama sulit untuk mengukur perubahan resistansi adalah karena Arduino (dan kebanyakan IC) berisi sistem kecil yang disebut Analog to Digital Converter (ADC) . Sistem ini menerjemahkan perubahan tegangan analog ke serangkaian 1 dan 0 yang dapat diubah menjadi Integer misalnya.
ADC dirancang untuk membaca perubahan tegangan , dan jika kita ingin menggunakan analogRead Arduino (yang menggunakan ADC) untuk mendapatkan bacaan Photoresistor misalnya, kita akan memerlukan cara untuk mengubah perubahan dalam resistensi terhadap perubahan tegangan - dan pembagi tegangan adalah cara termudah untuk melakukannya.
Memang benar bahwa sensor sudah menjadi resistor, dan karena itu harus mengubah tegangan di atasnya. Tetapi Anda akan kesulitan mengukur perubahan tegangan, karena tidak ada titik referensi kecuali untuk Vcc (5V) dan Ground:
Sebaliknya, ketika menggunakan pembagi tegangan, Anda memiliki titik referensi yang terdefinisi dengan baik untuk mengukur perubahan tegangan:
Ini bukan pertanyaan Arduino, tetapi saya menghargai bahwa hal-hal seperti foto-resistor adalah proyek awal yang umum untuk pengguna Arduino.
Resistor (dan komponen lainnya) tidak benar-benar membatasi tegangan dalam rangkaian. Sebaliknya, setiap komponen dalam rangkaian seri mendapatkan proporsi dari total tegangan. Proporsi itu ditentukan oleh ketahanannya.
Jika Anda hanya memiliki satu komponen, maka seluruh tegangan dijatuhkan di atasnya tidak peduli apa pun resistansi yang dimilikinya. Mengubah resistensi dalam situasi itu hanya akan mempengaruhi jumlah arus yang mengalir melewatinya.
Anda memerlukan resistor kedua sebagai titik referensi tetap. Anda tahu berapa banyak tegangan yang akan didapat jika kedua resistansi sama, dan bahwa hubungan antara voltase dan resistansi (secara hipotesis) linier. Karena itu Anda dapat menggunakannya untuk mencari tahu hambatan apa yang dimiliki komponen lain, misalnya resistor foto.
Sebagai catatan, resistor kedua juga dapat memainkan peran penting untuk keamanan. Tanpanya, Anda berpotensi berakhir dengan hubungan arus pendek jika resistansi komponen lainnya terlalu rendah.
Pengukuran resistensi yang akurat membutuhkan sumber arus yang akurat ( http://www.digikey.com/product-search/en/integrated-circuits-ics/pmic-current-regulation-management/2556448?k=current%20source ).
Hukum Ohm, V = IR atau R = V / I menyatakan bahwa untuk komponen linier, nilai resistansi dalam rangkaian dapat diperkirakan dengan rasio tegangan yang diberikan dibagi dengan arus. Dengan pembagi tegangan sederhana, karena resistansi sensor berubah begitu juga arus di sirkuit. Jadi mengukur tegangan di persimpangan tidak selalu memberikan indikasi akurat tentang arus di sirkuit. Baik tegangan dan arus yang dibebankan harus dikontrol untuk mendapatkan pengukuran yang akurat.
juga alasan besar lainnya adalah jika Anda memiliki seri, sumber daya, LDR dan mengatakan bohlam, maka bohlam dapat muncul segera setelah resistansi LDR cukup rendah, maka itu akan menjadi lebih cerah ketika resistensi terus menurun. Jika dikonfigurasikan dengan lebih banyak resistor dalam pembagi potensial dengan transistor dan bohlam di sisi kolektor, maka Anda dapat memvariasikan resistor untuk menentukan jumlah persis cahaya yang akan memungkinkan kira-kira 1,6V (?) (Tegangan apa pun yang mengubah basis menjadi sebuah tetap konduktor), dan karena itu lampu di mana bohlam akan tiba-tiba menyala dengan catu daya konstan langsung dari sumber daya melalui resistor tetap jika diperlukan.
Jadi secara seri LDR akan memvariasikan arus dengan cahaya di sekitar rangkaian, dalam pembagi dan transistor berfungsi sebagai saklar bergantung cahaya
Tidak seperti komponen listrik lainnya, photoresistor (atau resistor yang bergantung pada cahaya, LDR, atau fotosel) adalah resistor variabel. Ini berarti ketahanannya dapat bergantung pada intensitas cahaya.
Saya akan pergi dulu dengan setengah dari diagram rangkaian untuk memahami dengan jelas.
Resistansi photoresistor berkurang dengan meningkatnya intensitas cahaya. Cahaya Kuat -> resistensi LDR (berkurang ke 0ohms) Jadi resistor 10k (ohm) terlihat lebih dekat ke 5V.
Resistensi photoresistor meningkat dengan menurunnya intensitas cahaya. Redupkan Cahaya -> resistensi LDR (meningkat hingga tak terbatas).
Jadi, resistor 10k (ohm) hanya mendapat tegangan kecil.
Berikut adalah diagram sirkuit penuh yang ingin Anda tanyakan mengapa resistor kedua diperlukan.
Kuncinya adalah papan Arduino juga memiliki Vcc (5V) dan ground. Jadi, tidak ada arus jika perbedaan potensial adalah nol. Oleh karena itu, pertama-tama, Vcc (5V) akan mengalir melalui fotoresistor dan menuju ke resistor 10k (ohm).
Kemudian, karena ada rangkaian paralel, Arduino akan mendapatkan tegangan yang sama dengan resistor 10k (ohm). Jadi resistor LDR ini melakukan fungsi resistor pull-up yang menarik arus ke VCC.