Bester Widerstandswert in Reihe mit LDR-Sensoren

Ich entwerfe ein Sensor-Array für den Line-Following-Roboter, basierend auf LDRs-Widerständen und Sender-LEDs. Der Wert der LDRs-Widerstände in Reihe ändert sich mit der Position des Arrays auf der schwarzen Linie, sodass ich den Abweichungswinkelwert aus der Spannung messen kann Teiler durch R1 zur Steuerung der Schleppmotoren.

Der Wert der LDR-Widerstände ändert sich von 92 kOhm auf 110 kOhm, ich habe einen Widerstand R1 in Reihe mit den LDRs geschaltet, der ADC-Pin (A0) in arduino uno ist über R1 mit dem Spannungsteiler verbunden.

Frage : Wie kann ich den Wert von R1 wählen, um die beste Empfindlichkeit am A0-Pin zu erhalten? Ich habe 10k Ohm ausprobiert, aber ich bekomme kleine Änderungen nur [4,5,4,58] Volt und das funktioniert nicht, ich brauche mehr Empfindlichkeit. Wie kann ich R1 auswählen, um die beste Empfindlichkeit am A0-Pin zu erhalten?

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Antworten (2)

Wie bei vielen Dingen, aber hier ungewöhnlich offensichtlich, kommt Kalkül zur Rettung. Ihre Sensibilität ist

v Ö u T R L D R
Sie müssen den Ausdruck für finden
2 v Ö u T R L D R R 1
als Funktion des Widerstands von LDR und R1, setzen Sie diesen gleich Null und finden Sie den Wert von R1, wenn diese Ableitung Null ist.

Formal sollten Sie die zweite Ableitung nehmen und sicherstellen, dass es ein Maximum und kein Minimum ist, und Ihre Endpunkte auf absolute Werte testen, aber in diesem Fall bin ich mir ziemlich sicher, dass dies nicht erforderlich ist.

Mein Bauch fühlt sich an, als ob R1 400 Ohm betragen sollte, aber mein Bauch hat sich schon einmal geirrt und wird es wieder sein. (@Wouter-van-ooijen scheint zu glauben, dass es an einem der Endpunkte ein Absolut sein wird. Bin gespannt, was die richtige Antwort ist)

Beachten Sie, dass dies Ihren Vout-Bereich in keiner Weise über den Dynamikbereich Ihres ADC verteilt. Möglicherweise müssen Sie über diese Schaltung hinaus einige Signalkonditionierungen vornehmen.

Ups, habe gerade bemerkt, dass die LDRS nicht 100 Ohm wie auf dem Bild sind. Die Antwort sollte lauten, dass R1 auf den Gesamtwert der vier LDRs gesetzt werden sollte, was genau mit Wouter übereinstimmt. Dies wird den Adc stören, und Sie sollten puffern.

Um den größten Spannungshub für die von Ihnen genannten Werte zu erhalten, sollte R1 ~ 100 kOhm betragen. Beachten Sie jedoch, dass dies die Impedanz von Vout zu ~ 50 KOhm macht. Für PIC-UCs wird ein maximaler Widerstand von 10 k empfohlen. Ich kenne diese Zahl für Ihren UC nicht * uno = Atmega328P?), Sie müssen dies also überprüfen.

Ich bin mir auch nicht sicher, warum Sie die LDRs in Reihe schalten, aber das ist eine andere Frage.

Sie meinen, wir können mehr Spannungshub bekommen, wenn wir die LDRs parallel schalten?
Das hängt davon ab, wie sich die Beleuchtung ändert. Serien sind in Ordnung, wenn sie alle beleuchtet sind, außer einer, die möglicherweise im Dunkeln ist. Parallel ist im umgekehrten Fall besser, alle dunkel, aber einer könnte beleuchtet sein.