人們越來越多地認為環境光是一種能源,可用于驅動心率監控器、浴室燈具、遠程天氣傳感器和其他低功耗器件。對于能量采集系統,zui關鍵的是測量環境光的能力。本設計思路將描述一種簡單的低成本電路,可以根據環境光的強度按一定比例提供電壓。
所用傳感器是一款光敏電阻(LDR)——由RadioShack提供的276-1657型光敏電阻——其電阻隨環境光強度而變化,如圖1所示。其電阻值可從黑暗環境中的數百萬Ω降低至亮光環境中的幾百Ω。該傳感器可以檢測到光線水平的大小波動,能區分一個或兩個燈泡的亮度、直射陽光、全黑或者中間水平。每種應用都需要適當的電路和物理設置,可能還需要進行一定的校準,以滿足具體光照場合的需要。該傳感器可以裝在透明的防水外殼中,因此可用于各種天氣條件下的任何作業現場。
圖1.傳感器電阻與光線強度的關系
圖2.用簡單電路測量光線強度
圖2所示電路根據輸入電壓和光線強度產生輸出電壓,光敏電阻充當AD8226儀表放大器(in-amp)的增益電阻。AD8226的傳遞函數為:
其中,G為電路增益,VIN+和VIN–分別為正負輸入的電壓,VREF為REF引腳的電壓。當負輸入和REF引腳接地時,VIN+應用于正輸入,增益為:
or
若LDR的值已知,則可轉換成光照水平。因此,在已知輸入電壓的情況下,任務就變成了對儀表放大器輸出進行監控。VIN+可以是交流電壓、直流電壓或電源的一部分。請注意,增益精度取決于兩個內部調整薄膜電阻的精度。
這種電路通過將遠程測量的光敏電阻值轉換成電壓,為環境光的測量提供了一種成本優勢的解決方案。我們選擇AD8226是因為它具有寬電源電壓工作范圍(2.7V至36V)、低靜態電流(不到500µA,全電源電壓范圍)、軌到軌輸出和功能齊全等特性。該電路可使用任何增益電阻,從幾Ω到無窮大均可。日益下降的成本、不斷提升的性能使儀表放大器成為運算放大器的理想替代產品。
圖3所示為這種電路的典型響應,其中用100-mVp-p、900-Hz正弦波作為VIN+.從圖中可以看出,LDR在明亮和黑暗環境中的值為~840Ω和~5500Ω。利用LDR的校準,可以將這些電阻值換算成光線水平。
圖3.電路在明亮和黑暗環境條件下的房間中的性能
所用傳感器是一款光敏電阻(LDR)——由RadioShack提供的276-1657型光敏電阻——其電阻隨環境光強度而變化,如圖1所示。其電阻值可從黑暗環境中的數百萬Ω降低至亮光環境中的幾百Ω。該傳感器可以檢測到光線水平的大小波動,能區分一個或兩個燈泡的亮度、直射陽光、全黑或者中間水平。每種應用都需要適當的電路和物理設置,可能還需要進行一定的校準,以滿足具體光照場合的需要。該傳感器可以裝在透明的防水外殼中,因此可用于各種天氣條件下的任何作業現場。


圖2所示電路根據輸入電壓和光線強度產生輸出電壓,光敏電阻充當AD8226儀表放大器(in-amp)的增益電阻。AD8226的傳遞函數為:



這種電路通過將遠程測量的光敏電阻值轉換成電壓,為環境光的測量提供了一種成本優勢的解決方案。我們選擇AD8226是因為它具有寬電源電壓工作范圍(2.7V至36V)、低靜態電流(不到500µA,全電源電壓范圍)、軌到軌輸出和功能齊全等特性。該電路可使用任何增益電阻,從幾Ω到無窮大均可。日益下降的成本、不斷提升的性能使儀表放大器成為運算放大器的理想替代產品。
圖3所示為這種電路的典型響應,其中用100-mVp-p、900-Hz正弦波作為VIN+.從圖中可以看出,LDR在明亮和黑暗環境中的值為~840Ω和~5500Ω。利用LDR的校準,可以將這些電阻值換算成光線水平。

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