¿Por qué necesita una segunda resistencia cuando usa un fotorresistor / LDR?

Una fotorresistencia ya es una resistencia y limitará el voltaje en el circuito. ¿Por qué no se puede conectar a un pin y medir? ¿Por qué se necesita una segunda resistencia para conectar la fotorresistencia a tierra?

La respuesta simple es que el voltaje es muy fácil de medir para el Arduino, mientras que la resistencia no lo es, y la mayoría de los sensores como el fotorresistor (LDR), el sensor flexible, los termistores y más, son en realidad resistencias variables.

La razón principal por la que es difícil medir los cambios de resistencia es que el Arduino (y la mayoría de los IC) contienen un pequeño sistema llamado Analog to Digital Converter (ADC) . Este sistema traduce los cambios en el voltaje analógico a una serie de 1 y 0 que se pueden convertir a su vez en un número entero, por ejemplo.

El ADC está diseñado para leer los cambios de voltaje , y si queremos usar el Arduino's analogRead (que utiliza el ADC) para obtener las lecturas del fotoresistor, por ejemplo, necesitaremos una forma de convertir los cambios en la resistencia a los cambios en el voltaje , y un El divisor de voltaje es la forma más fácil de hacerlo.

Es cierto que el sensor ya es una resistencia y, como tal, debería cambiar el voltaje a través de él. Pero tendría problemas para medir los cambios de voltaje, ya que no hay un punto de referencia, excepto Vcc (5V) y Tierra:

Por el contrario, cuando usa un divisor de voltaje, tiene un punto de referencia bien definido para medir los cambios de voltaje:

Esta no es estrictamente una pregunta de Arduino, pero aprecio que cosas como las fotorresistencias sean proyectos tempranos comunes para los usuarios de Arduino.

Las resistencias (y otros componentes) realmente no limitan el voltaje en el circuito como tal. Por el contrario, cada componente en un circuito en serie obtiene una proporción del voltaje total. Esa proporción está determinada por su resistencia.

Si solo tiene un componente, entonces todo el voltaje se cae a través de él sin importar la resistencia que tenga. Cambiar la resistencia en esa situación solo afectaría la cantidad de corriente que fluye a través de ella.

Necesita la segunda resistencia como punto de referencia fijo. Usted sabe cuánto voltaje obtendrá si ambas resistencias son iguales, y que la relación entre voltaje y resistencia es (hipotéticamente) lineal. Por lo tanto, puede usar eso para determinar qué resistencia tiene el otro componente, por ejemplo, la fotorresistencia.

Como nota al margen, la segunda resistencia también puede desempeñar un papel importante para la seguridad. Sin él, podría terminar con un cortocircuito si la resistencia del otro componente es demasiado baja.

La medición precisa de la resistencia requiere una fuente de corriente precisa ( http://www.digikey.com/product-search/en/integrated-circuits-ics/pmic-current-regulation-management/2556448?k=current%20source ).

La ley de Ohm, V = IR o R = V / I establece que para componentes lineales, el valor de la resistencia en el circuito puede estimarse por la relación del voltaje aplicado dividido por la corriente. Con un divisor de voltaje simple, a medida que cambia la resistencia del sensor, también lo hace la corriente en el circuito. Por lo tanto, medir el voltaje en la unión no necesariamente proporciona una indicación precisa de la corriente en el circuito. Tanto el voltaje como la corriente impuestos deben controlarse para obtener mediciones precisas.

También otra gran razón para ello es que si solo tiene en serie, una fuente de alimentación, un LDR y dice una bombilla, entonces la bombilla puede encenderse tan pronto como la resistencia LDR se reduzca lo suficiente, entonces se volverá más brillante a medida que la resistencia se mantenga decreciente. Si se configura con más resistencias en un divisor de potencial con un transistor y la bombilla en el lado del colector, entonces puede variar las resistencias para definir la cantidad exacta de luz que permitirá aproximadamente 1.6V (?) (Cualquier voltaje convierte la base en un conductor de todos modos), y por lo tanto, la luz a la que la bombilla se encenderá repentinamente con una fuente de alimentación constante directa desde la fuente de alimentación a través de una resistencia fija si es necesario.

Entonces, en serie, un LDR variará la corriente con luz alrededor del circuito, en un divisor y transistor funciona como un interruptor dependiente de la luz

A diferencia de otros componentes eléctricos, una fotorresistencia (o resistencia dependiente de la luz, LDR o fotocélula) es una resistencia variable. Esto significa que su resistencia puede depender de acuerdo con la intensidad de la luz.

Primero iré con la mitad del diagrama del circuito para entender con claridad.

La resistencia de un fotorresistor disminuye al aumentar la intensidad de la luz. Luz fuerte -> resistencia LDR (disminuye a 0 ohmios) Por lo tanto, la resistencia de 10k (ohmios) se acerca a 5V.

La resistencia de un fotorresistor aumenta al disminuir la intensidad de la luz. Luz tenue -> resistencia LDR (aumenta hasta el infinito).

Entonces, la resistencia de 10k (ohm) solo recibe un poco de voltaje.

Aquí está el diagrama de circuito completo que desea preguntar por qué se necesita una segunda resistencia.

El punto clave es que la placa Arduino también tiene Vcc (5V) y tierra. Entonces, no hay corriente si la diferencia de potencial es cero. Por lo tanto, en primer lugar, Vcc (5V) fluirá a través del fotorresistor e irá a la resistencia de 10k (ohm).

Entonces, dado que hay un circuito paralelo, arduino obtendrá el mismo voltaje que la resistencia de 10k (ohm). Entonces, esta resistencia LDR hace la función de una resistencia pull-up que extrae la corriente a VCC.