Tricky Circuit

光感应与迟滞

一个有记忆的夜灯

LDR 是 Light Dependent Resistor,光敏电阻,越亮电阻越小。比较器比较电压并切换输出。迟滞使用两个阈值,在它们之间保留此前状态。

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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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工作原理

示例光敏电阻从黑暗的 100 kΩ 到最亮的 1 kΩ。理想比较器在输入不高于 2 V 时开灯、不低于 3 V 时关灯,中间保留状态。

上方光敏电阻与下方固定电阻分配 5 V。光增强使光敏电阻减小、输入电压升高。分开的阈值可减少在单个阈值附近反复切换。

难度
  1. 搭建 · 搭建

    通电,下方 10 kΩ、光不超过 20%,让灯在输入不超过 2 V 时开启。

    需要提示?

    20%; 10 kΩ → 1.00 V

  2. 探索 · 改变一个参数

    保持 10 kΩ,将光升至至少 80%,让灯在输入至少 3 V 时关闭。

    需要提示?

    80%; 10 kΩ → 4.00 V

  3. 独立解题 · 完成挑战

    保持 10 kΩ,先调暗,再回到 50%,让灯在 2.50 V 保持开启。

    需要提示?

    0% → 50%; 10 kΩ → 2.50 V

延伸阅读与电路配方

一个有记忆的夜灯

有用的规律

50% 光时,模型电阻为 10 kΩ;相等分压电阻产生 2.50 V。

模型之外

实际传感器响应与阈值会变化;示例光强刻度并非勒克斯测量。

值得避开的误区

迟滞是阈值之间的状态记忆,不是时间延迟。同样的中间光强可对应两种状态。

输入 2.50 V 时,此前开启的灯会……

  1. 关闭
  2. 自动闪烁
  3. 保持开启
延伸阅读

没有越过任何阈值,因此保留此前状态。

Texas Instruments