Ini bukan untuk perlindungan, itu untuk membentuk pembagi tegangan dengan fotosel.
Untuk fotosel biasa, resistansi dapat bervariasi antara katakanlah, 5 kΩ (terang) dan 50 kΩ (gelap)
Perhatikan bahwa nilai aktual mungkin sangat berbeda untuk sensor Anda (Anda harus memeriksa datasheet untuk itu)
Jika kita membiarkan resistor keluar, input analog akan melihat 5 V dengan cara lain (dengan asumsi input analog dari impedansi yang cukup tinggi untuk tidak mempengaruhi hal-hal secara signifikan)
Ini karena tidak ada yang menenggelamkan arus dan menjatuhkan tegangan.
Tanpa Resistor
Mari kita asumsikan sensor terhubung ke opamp dengan resistansi input 1 MΩ (cukup rendah saat opamps pergi, bisa 100-an MΩ)
Ketika tidak ada cahaya yang bersinar pada fotosel dan ketahanannya adalah 50 kΩ kita dapatkan:
5 V × 1 M Ω 1 M Ω + 50 k Ω = 4.76 V
Ketika ada cahaya yang menyinari sel fotosel dan daya tahannya 5 kΩ, kita mendapatkan:
5 V × 1 M Ω 1 M Ω + 5 k Ω = 4.98 V
Jadi Anda dapat melihat itu tidak banyak digunakan seperti ini - hanya berayun ~ 200 mV antara terang / gelap. Jika resistansi masukan opamps lebih tinggi seperti biasanya, Anda dapat berbicara beberapa µV.
Dengan Resistor
Sekarang jika kita menambahkan resistor lain ke ground itu mengubah hal-hal, katakan kita menggunakan resistor 20 kΩ. Kami mengasumsikan setiap resistansi beban cukup tinggi (dan resistansi sumber cukup rendah) untuk tidak membuat perbedaan yang signifikan sehingga kami tidak memasukkannya dalam perhitungan (jika kami melakukannya akan terlihat seperti diagram bawah dalam jawaban Russell)
Ketika tidak ada cahaya yang bersinar pada fotosel dan resistansi adalah 50 kΩ, kita mendapatkan:
5 V × 20 k Ω 20 k Ω + 50 k Ω = 1.429 V
Dengan ada cahaya yang bersinar pada fotosel dan resistansi 5k kita dapatkan:
5 V × 20 k Ω 20 k Ω + 5 k Ω = 4.0 V
Jadi mudah-mudahan Anda dapat melihat mengapa resistor diperlukan untuk menerjemahkan perubahan resistansi menjadi tegangan.
Dengan resistensi beban disertakan
Hanya untuk ketelitian katakanlah Anda ingin memasukkan tahanan beban 1 MΩ dalam perhitungan dari contoh terakhir:
Untuk membuat rumus lebih mudah dilihat, mari kita sederhanakan. Resistor 20 kΩ sekarang akan paralel dengan resistansi beban, jadi kami dapat menggabungkan keduanya menjadi satu resistansi efektif:
20 k Ω × 1000 k Ω 20 k Ω + 1000 k Ω ≈ 19,6 k Ω
Sekarang kita cukup mengganti 20 kΩ pada contoh sebelumnya dengan nilai ini.
Tanpa cahaya:
5 V × 19,6 k Ω 19,6 k Ω + 50 k Ω = 1.408 V
Dengan cahaya:
5 V × 19,6 k Ω 19,6 k Ω + 5 k Ω = 3.98 V
Seperti yang diharapkan, tidak banyak perbedaan, tetapi Anda dapat melihat bagaimana hal-hal ini mungkin perlu diperhitungkan dalam situasi tertentu (misalnya dengan tahanan beban rendah - coba jalankan perhitungan dengan beban 10 kΩ untuk melihat perbedaan besar)
