Comportamiento inesperado del amplificador operacional en un sensor de luz LDR

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Aquí está el circuito que he configurado en mi placa

Es un sensor de luz que usa un LDR. Estoy usando el amplificador operacional como comparador.

Cuando se reduce la luz interior, el LED se ilumina y puedo configurar el umbral de iluminación con la ayuda del potenciómetro.

Pero cuando se enciende la iluminación interior, sucede algo extraño (para mí). El LED está apagado, excepto por una pequeña región de resistencia de potenciómetro. En esta región, el voltímetro lee de -0.53 V a -0.29 V. Esto parece extraño. Cuando el voltímetro lee un valor menor que -0.53 V, el LED está apagado. Esto es lógico. Además, en una pequeña región donde el voltímetro lee valores positivos (desde 0 V hasta 0,5 V), el LED está apagado. Pero si hay una entrada diferencial positiva, ¿no debería funcionar el amplificador operacional?

¿Por qué el amplificador operacional se comporta de manera extraña en las regiones mencionadas de la tensión de entrada diferencial cerca de 0 V?

    
pregunta nikos chatziathanasiou

2 respuestas

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Cuando las luces están encendidas, el LDR puede tener una resistencia muy baja, digamos 10 k ohm o menos. Eso significa que el voltaje en la entrada del LM358 será de alrededor de 9 V * 100k / (10k + 100k) = 8.1 V

Entonces, el opamp debe compararse a 8.1 V cuando el suministro es solo de 9 V. ¡No puede hacer eso!  El rango de voltaje de entrada de un LM358 es 0 V para suministrar voltaje - 1.5 V. Consulte "Rango de voltaje" en la tabla 6.5 de hoja de datos

Por lo tanto, a una tensión de alimentación de 9 V, no puede esperar que el indicador funcione correctamente por encima de los voltajes de entrada superiores a 7,5 V. Para confirmar, mida los voltajes en las entradas del control y vea si estos aumentan por encima de 7,5 V

La forma más sencilla de solucionar este problema es reducir los voltajes de entrada del opamp bajo cuando hay mucha luz:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Esto luego "mueve" el problema al "lado oscuro" (juego de palabras destinado). Si desea mejorar el circuito en situaciones oscuras, podría considerar reemplazar R2 con una resistencia de 1 Mohm.

    
respondido por el Bimpelrekkie
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¿Tienes acceso a un osciloscopio? Esto podría proporcionarle más información sobre lo que está sucediendo. ¿Qué tipo de iluminación tienes? Algunas luces (fluorescentes, por ejemplo) tendrán un componente importante de parpadeo de frecuencia principal, que el LDR podría estar detectando. Por lo tanto, aunque los voltajes promedio deben apagar el LED, es posible que haya voltajes de frecuencia de red que causen que el LED se encienda solo durante un tiempo. Incluso si uno de ustedes no tiene un osciloscopio, podría intentar colocar un condensador a través de R1 para suavizar cualquier CA. Además, es común que los comparadores conecten una resistencia de valor muy alto entre la salida y la entrada no inversora como retroalimentación positiva o histéresis para evitar la oscilación alrededor del punto de conmutación.

    
respondido por el Steve Hubbard

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