光敏电阻 + 电阻
把光变成信号。
改变光照,观察传感器输出电压。
- LDR · 光敏电阻
- Light-dependent resistor. 对光敏感的电阻。模型中光越强,阻值越低;另一个电阻把阻值变化转换为电压变化。
实验台
改变电路设置,预测读数,再检查挑战结果。这些是教学模型,每课都会说明模型的假设。
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光改变电阻。
教学模型:光敏电阻从100 kΩ降到1 kΩ。光照为相对刻度,不是勒克斯。
上方为光敏电阻:Vout = 5 × R / (RLDR + R)。光越强,RLDR越低,Vout越高。实际传感器需要校准。
难度
搭建 · 检测白天
开启电源。光照≥80%,输出>3 V。
需要提示?
试试100%和10 kΩ。
探索 · 检测黑暗
光照≤20%,输出<1 V。
需要提示?
试试0%和10 kΩ。
独立解题 · 校准中点
光照恰好50%时,达到2.50 V ±0.05 V。
需要提示?
50%时RLDR = 10 kΩ。让下方电阻与它相等。
延伸阅读与电路配方
把影子变成信号
光敏电阻的阻值随光照变化。这里它位于固定电阻上方。光越强,光敏电阻越小,固定电阻分到的电压越大。这个输出可以表示亮度。
Vout = 5 × Rfixed / (RLDR + Rfixed)
滑块为 50% 时,模型光敏电阻为 10 kΩ。固定电阻也为 10 kΩ 时输出 2.5 V。满光照时,传感器为 1 kΩ,输出约 4.55 V。
位置决定含义
交换传感器与固定电阻,响应方向就会反过来:光越强,中点电压越低。
一半是个有用线索
两者阻值相等时,输出恰为电源的一半。这有助于选择合适的测量范围。
百分比不是勒克斯
滑块使用相对光照和示意性传感器曲线。真实传感器需要数据手册和校准,才能把电压换算成物理照度。
值得避开的误区
传感器分压器不能直接给灯供电。用高阻抗输入读取信号,再用开关级驱动负载。真实夜灯还适合加入迟滞,避免在阈值附近闪烁。
遮住此电路的光敏电阻,输出会……
- 升高
- 降低
- 不变
延伸阅读
黑暗使上方电阻增大,其压降增大,下方电阻分到的电压减少。
影子探测器
从黑暗开始,逐渐增加光照。
起始输出约 0.68 V。照亮传感器时,输出升高。
寻找平衡点
在中等光照下,让固定电阻与传感器阻值相同。
两者都是 10 kΩ,中点为 2.50 V。