Mengapa saya harus menggunakan resistor tambahan dengan photoresistor?

Saya benar-benar baru untuk elektronik dan saya bertanya-tanya mengapa kita perlu meletakkan resistor secara seri dengan photoresistor untuk mengukur variasi cahaya? Maksudku, photoresistor sudah menjadi resistor, mengapa kita harus mengurangi tegangan di rangkaian dengan resistor tambahan? Terima kasih sebelumnya atas jawaban Anda.

EDIT: Contoh tambahan untuk menghitung tegangan dalam pembagi tegangan

Karena jika Anda ingin mengukur resistansi sesuatu, Anda perlu memberikan voltase padanya.
Dan jika Anda menerapkan tegangan, Anda perlu mengukur tegangan itu, dan hanya dengan mengukur antara terminal photoresistor yang ada di dan terminal yang ada di , Anda mendapatkan persis , tidak ada tegangan yang berubah, tidak peduli seberapa kecil atau seberapa besar resistansi fotoresistor. G N D + $+5\;V\;(V_{cc})$$GND$$+5\;V$

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Anda mengukur 5V dalam skema di atas.

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Sekarang Anda dapat mengukur penurunan tegangan pada resistor, dan dari nilai itu Anda dapat menebak jumlah cahaya yang diterima photoresistor.

Contoh:

Pada diagram kedua Anda dapat melihat bahwa tegangan diterapkan pada resistansi dan . Karena hukum Ohm mengatakan bahwa dan arus harus sama dalam rangkaian seri, jumlah arus yang sama mengalir melalui dan . Dalam rangkaian seri, arus tetap sama, tetapi tegangan dibagi antara sirkuit. Kita dapat menuliskan persamaan berikut:$50\;\Omega$U = R ⋅ $100\;\Omega$$U=R\cdot I$$R_1$$R_2$

$U_{R_1}$ =$R_1\cdot I$

Anda bisa bertanya bagaimana kita bisa menghitung tegangan jika kita tidak tahu arusnya.
Kita tidak tahu arusnya, tetapi kita bisa menghitungnya menggunakan hukum Ohm.
Kami menuliskan persamaan hukum Ohm asli secara berbeda:

$U=R\cdot I\;\Rightarrow\;I=\frac UR$

Karena dalam kasus ini resistan total adalah (atau dalam contoh kami), persamaan untuk arus adalah .$R_1+R_2$$150\;\Omega$$I=\frac{U}{R_1+R_2}$

Kita dapat menggunakan persamaan ini untuk menggantikan variabel tunggal dalam persamaan yang disebutkan di atas. Jadi persamaan untuk masing-masing resistor adalah:$I$

$U_{R_1}$ =$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}$

$U_{R_2}$ = .$R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}$

Jika kita memiliki pada dan pada , maka tegangannya adalah$50\;\Omega$$R_1$$100\;\Omega$$R_2$

$U_{R_1}$ =$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+100\;\Omega}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{150\;\Omega}=50\;\Omega\cdot0,0\dot3\;A=1,\dot6\;V$

$U_{R_2}$ = .$R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=100\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+100\;\Omega}=100\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{150\;\Omega}=100\;\Omega\cdot0,0\dot3\;A=3,\dot3\;V$

Jika akan berubah (misalnya kurang penerangan) dan resistannya naik ke , tegangan akan menjadi$R_2$$150\;\Omega$

$U_{R_1}$ = .$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+150\;\Omega}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{200\;\Omega}=50\;\Omega\cdot0,025\;A=1,25\;V$

$U_{R_2}$ = . $R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=150\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+150\;\Omega}=150\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{200\;\Omega}=150\;\Omega\cdot0,025\;A=3,75\;V$

Semakin banyak resistansi photoresistor naik, semakin banyak tegangan akan jatuh melewatinya.

Jika kita memberi penerangan fotoresistor lebih banyak dan resistansi jatuh ke , maka tegangan akan menjadi$75\;\Omega$

$U_{R_1}$ =$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+75\;\Omega}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{125\;\Omega}=50\;\Omega\cdot0,04\;A=2\;V$

$U_{R_2}$ = . $R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=75\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+75\;\Omega}=75\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{125\;\Omega}=75\;\Omega\cdot0,04\;A=3\;V$

Semakin rendah resistansi photoresistor, semakin sedikit tegangan yang akan jatuh (dan semakin banyak tegangan akan jatuh di resistor lainnya).

Seperti yang Anda lihat, kami pindah dari ke ketika resistansi photoresistor naik maka tegangan turun ke ketika resistansi turun.3 , $3,\dot3\;V$$3,75\;V$$3\;V$

Tergantung bagaimana Anda menggunakan photoresistor.

Jika Anda menggunakannya secara manual di bangku, untuk mengukur tingkat cahaya, maka Anda hanya perlu menghubungkannya ke multimeter pada rentang Ohm, dan mengukur resistansi.

Jika Anda menggunakannya sebagai bagian dari sirkuit yang merespons secara otomatis ke level cahaya, maka sirkuit harus mengukur resistansi. Tidak mungkin bisa melakukannya tanpa komponen tambahan. Cara paling sederhana untuk melakukannya adalah dengan meletakkan resistor lain secara seri dan menggunakan tegangan pada titik di mana mereka bergabung.

Meskipun mungkin terlihat bahwa multimeter Ohm yang membaca secara ajaib mengukur hambatan, secara internal ia memiliki sejumlah komponen tambahan. Pada kisaran Ohm, yang paling penting adalah resistor atau sumber arus dalam rangkaian dengan hal yang sedang diukur. Mengintip papan sirkuit di dalam multimeter di lain waktu Anda mengganti baterai.

Cara populer untuk mengukur hambatan dengan mikrokontroler seperti PIC atau Arduino adalah dengan meletakkan fotoresistor antara pin output dan pin input, dengan kapasitor dari pin input ke ground. Pin output diaktifkan, dan mikro menghitung berapa banyak siklus jam berlalu sebelum pin input mengikuti. Ini secara efektif menggunakan ayunan logika pada pin keluaran untuk menentukan tegangan, dan mengukur arus ke kapasitor sebagai waktu pengisian daya. Tidak ada resistor di sini, tetapi Anda masih menggunakan komponen tambahan untuk mengukur setidaknya satu dari tegangan dan arus.

Dalam rangkaian seri resistif normal, tegangan yang dijatuhkan oleh sirkuit akan sama dengan tegangan input. Jika hanya satu resistor yang digunakan, maka seluruh tegangan input dijatuhkan olehnya. Photoresistor tunggal akan menjatuhkan 9V jika 9V diletakkan di atasnya. Hukum Ohm sederhana. V = I * R.

Jika lebih dari satu resistor digunakan, maka drop tegangan proporsional melintasi resistor, berdasarkan resistansi mereka. Resistor dalam rangkaian adalah resistensi kumulatif, mereka hanya menambahkan bersama. Sekali lagi, ohm law, V = I * (R1 + R2 + Rn)

Jadi Photoresistor tunggal, yang variabel resistansi didasarkan pada sinar matahari, akan terus menjatuhkan tegangan yang sama tanpa peduli resistansi. Apa yang berubah adalah arus yang melaluinya. V tetap sama, r berubah, jadi saya berubah.

Dengan menambahkan resistor tetap, sehubungan dengan fotoresistor, Anda mendapatkan tegangan variabel di fotoresistor . Kedua hambatan bervariasi dalam proporsi terhadap tegangan input, menyebabkan perubahan tegangan turun terhadap masing-masing. Penurunan tegangan total melintasi resistor tetap dan fotoresistor akan sama, tetapi penurunan aktual terhadap masing-masing akan berubah.

Ini adalah inti dari pembagi tegangan.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Untuk memperluas jawaban hebat domenix '...

"Mengapa mengukur penurunan tegangan pada resistor, bukan pada photoresistor?"

Di sirkuit (diagram kedua dalam jawaban domenix ') yang memiliki resistor tetap ( R1 ) secara seri dengan photoresistor ( R2 ), Anda dapat mengukur baik resistor tetap atau photoresistor untuk perubahan tegangan ketika tingkat cahaya (intensitas) berubah pada fotoresistor.

Resistansi photoresistor berkurang dengan meningkatnya intensitas cahaya.

Ini berarti bahwa ketika intensitas cahaya meningkat, tegangan yang Anda ukur pada fotoresistor berkurang, dan tegangan yang Anda ukur pada resistor tetap bertambah.

Jadi, tegangan melintasi fotoresistor berubah ke arah yang berlawanan dengan perubahan intensitas cahaya yang terdeteksi. Ini mungkin atau mungkin bukan apa yang Anda harapkan dan mungkin atau mungkin bukan perilaku yang ingin Anda lihat.

Jika Anda mengukur tegangan melintasi resistor-tetap, Anda akan melihat bahwa tegangan meningkat ketika intensitas cahaya yang terdeteksi meningkat.

Bergantung pada kebutuhan Anda dan komponen lain dalam rangkaian akhir Anda, Anda dapat melihat voltase melintasi fotoresistor atau resistor tetap.

Juga, perlu diingat bahwa jika itu akan membantu di sirkuit Anda, Anda dapat bertukar posisi photoresistor dan resistor tetap. Kemudian tegangan pada persimpangan fotoresistor dan resistor-tetap akan meningkat relatif terhadap arde, karena intensitas cahaya yang terdeteksi meningkat.