Tricky Circuit

Свет и гистерезис

Ночник, который помнит

LDR — Light Dependent Resistor, фоторезистор: сопротивление уменьшается при освещении. Компаратор сравнивает напряжения и переключает выход. Гистерезис использует два порога и сохраняет прошлое состояние между ними.

Открыть интерактивный опыт

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ

Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.

Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.

Открыть лабораторию в полном окне

Почему это работает

Учебная модель фоторезистора: от 100 kΩ в темноте до 1 kΩ при максимальном свете. Идеальный компаратор включает лампу при 2 V и ниже, выключает при 3 V и выше, между ними хранит состояние.

Верхний фоторезистор и нижний постоянный резистор делят 5 V. Больше света уменьшает сопротивление датчика и повышает входное напряжение. Разные пороги сокращают повторные переключения около одного порога.

Сложность
  1. Собери · Собери

    Включи нижний резистор 10 kΩ и свет не больше 20%. Включи лампу при входе не выше 2 V.

    Нужна подсказка?

    20%; 10 kΩ → 1.00 V

  2. Исследуй · Измени одну величину

    При 10 kΩ повысь свет минимум до 80%. Выключи лампу при входе не ниже 3 V.

    Нужна подсказка?

    80%; 10 kΩ → 4.00 V

  3. Реши сам · Реши задачу

    При 10 kΩ сначала создай темноту, затем верни свет на 50%. Сохрани включённую лампу при 2.50 V.

    Нужна подсказка?

    0% → 50%; 10 kΩ → 2.50 V

Дополнительные материалы и карточки схем

Ночник, который помнит

Полезная закономерность

При свете 50% модель даёт 10 kΩ; равные резисторы делителя дают 2.50 V.

За пределами модели

Отклик датчика и пороги реального устройства различаются; эта шкала света не измеряет люксы.

Ошибка, которой стоит избежать

Гистерезис — память между порогами, а не задержка по времени. При одинаковом промежуточном свете возможны оба состояния.

Вход 2.50 V между порогами, лампа до этого горела. Она…

  1. выключится
  2. сама начнёт мигать
  3. останется включённой
Читать дальше

Ни один порог не пересечён, поэтому сохраняется прежнее состояние.

Texas Instruments