Як побудувати схему компаратора напруги за допомогою LM311

Розглянемо, як побудувати схему компаратора напруги найпростішим способом за допомогою мікросхеми компаратора LM311.

LM311 є єдиним компаратором. Це означає, що він складається з одного компаратора.

Він порівнює ці входи напруги та визначає, яке значення є більшим. Виходячи з цього, можна приймати електронні рішення, виходячи з того, який внесок більший і який менший. Таким чином, компаратор дуже корисний у схемах, де ми вимірюємо рівні і хочемо, щоб наша схема діяла певним чином залежно від того, чи рівень вхідного сигналу більший або менший за певний поріг.

Перш ніж побудувати схему компаратора, ми повинні детально розглянути терморегулятори мікросхеми компаратора LM311, щоб ви знали, що таке кожен контакт і що робить кожна шпилька.

LM311 - це 8-контактна мікросхема. Терморегулятори показані нижче:

LM311 має 2 входи живлення. Вони мають маркування VCC і VEE. VCC, контакт 8, є місцем, де позитив Клема джерела живлення вставляється в. Ця напруга живлення може досягати 36 В.V EE, контакт 4, це контакт, який ми підключаємо або до землі, або до негативної напруги. У цій схемі ми просто з'єднуємо VEE з землею. Ці 2 клеми завершують шлях живлення LM311 чіп і дає йому потужність, необхідну для функціонування.

Контакт GND, контакт 1, з'єднується з масою. Якщо ви подивитеся на схему внутрішніх компонентів LM311, то побачите, що цей висновок є емітером вихідного транзистора чіпа. Отже, коли ми з'єднуємо цей контакт із землею, ми заземлюємо емітер виходу. Цей контакт повинен бути заземлений, щоб ланцюг працював належним чином. Якщо ні, вихід завжди буде ввімкнено, незалежно від того, чи є неінвертуючий вхід більшим або меншим за інвертуючий вхід.

Далі у нас є вихідний контакт мікросхеми. Це контакт 7 мікросхеми. Цей штифт є відкритим штифтом колектора. Він є колектором вихідного транзистора. Тому його потрібно підключити до VCC і це зазвичай робиться через підтягуючий резистор, але це залежить від навантаження, яке ми живимо. Для світлодіода нам обов'язково потрібен резистор, щоб обмежити струм навантаження.

Далі у нас є вхідні контакти для компаратора. Ми Тепер розберіться з компаратором, який знаходиться всередині мікросхеми. Компаратор має 2 входи і один вихід. Один вхід, контакт 2, є неінвертуючою клемою. Другий вхід, контакт 3, - це напруга на інвертуючій клемі. До неінвертуючої клеми підключимо опорну напругу. І приєднаємо схему дільника напруги до Інвертування Термінал компаратора. Якщо напруга на інвертуючій клемі більша за напругу на неінвертуючій клемі, то на виході високо притягнутий до VСС. Коли напруга на інвертуючій клемі нижча за напругу на неінвертуючій клемі, то вихід набирається від низького до VЕЕ.

Це єдині 5 контактів, які ми збираємося підключити. Інші штифти, які контролюють стробоскоп і баланс, будуть не мати зв'язку; Ми не будемо використовувати ці функції.

Для нашої схеми ми підключимо потенціометр до неінвертуючої клеми. Це дозволить нам підлаштуватися потенціометром для установки опорного рівня напруги.

Потім ми підключимо ланцюг дільника напруги, що складається з нерухомого резистора і фоторезистора, до інвертуючий термінал компаратора.

Принцип роботи схеми полягає в тому, що коли на фоторезистор діє яскраве світло, він має дуже низький опір. Таким чином, дуже мало На нього падає напруга (про це говорить нам закон Ома). Тому напруга на інвертуючій клемі буде менше, ніж на неінвертуючий термінал. Так навантаження, підключена до виходу, буде вимкнена. Однак, коли фоторезистор піддається впливу темряви, його опір різко зростає, і так само напруга, яка падає на нього. Таким чином, напруга на інвертуючій клемі тепер буде більше, ніж на неінвертуючій клемі, і тому навантаження, підключена до виходу, буде включена.

Таким чином, наша схема буде функціонувати як ланцюг нічника. Він увімкне світлодіод у темряві.
 

Необхідні компоненти

• Мікросхема LM311
• Фоторезистор
• Резистор 33 кОм
• Резистор 220 Ом
• Потенціометри
• СВІТЛОДІОДНІ
• 3 батареї типу «АА» або джерело живлення постійного струм

Резистори не обов'язково повинні бути точними, але повинні знаходитися десь в безпосередній близькості від заявлених значень. Потенціометр дійсно може мати будь-яке значення.

LM311 Схема нічного світла компаратора

Принципова схема схеми нічника показана нижче.

Таким чином, це настільки базова схема, яку ви можете отримати з LM311.

Оскільки це схема нічного освітлення, ми хочемо, щоб світлодіод світився, коли темно, і вимикався в умовах денного світла.

Тому ми використовуємо потенціометр як калібратор. Ми налаштовуємо його так, щоб світлодіод був вимкнений під час освітлення та горів у темряві. Налаштуйте потенціометр так, щоб це було так.

Потім ця схема компаратора порівнює цю опорну напругу з напругою, що виробляється з дільника напруги між фоторезистором і резистором 33 кОм. Це дійсно простий концепція. Коли фоторезистор піддається впливу яскравого світла, його опір падає значно нижче 30 кОм. Тому більша частина напруги виділяється на резистор 33 кОм і Мало що проходить по фоторезистору. Таким чином, напруга, що виробляється дільником напруги, менше опорного. Тому вихід підтягується до GND, а значить світлодіод не живиться. Однак у темний час доби фоторезистор має дуже високий опір, тому більша частина напруги розподіляється по ньому. Таким чином, напруга, що виробляється з ланцюга дільника, вище опорної напруги. Таким чином, вихід витягується високо до Vcc, і світлодіод загоряється.

І це основа нашої схеми компаратора напруги.

Щоб побачити цю схему в реальному житті, дивіться відео нижче.