การทดลองที่ 4.3

การทดลองที่ 4.3

การต่อวงจรตัวต้านทานไวแสงและตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของปริมาณแสง

วัตถุประสงค์

·       ฝึกต่อวงจรโดยตัวต้านทานไวแสง (LDR) ร่วมกับไอซีเปรียบเทียบแรงดัน เบอร์ LM393N และใช้เป็นอุปกรณ์ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงปริมาณแสง

รายการอุปกรณ์

·       แผงต่อวงจร (เบรดบอร์ด)                                                             1 อัน

·       ไอซีเปรียบเทียบแรงดัน เบอร์ LM393N                                       1 ตัว

·       ตัวต้านทานปรับค่าได้แบบสามขา ขนาด 10kΩ หรือ 20kΩ       1 ตัว

·       ตัวต้านทานไวแสง                                                                        1 ตัว

·       ตัวต้านทาน 330Ω หรือ 470Ω                                                    1 ตัว

·       ตัวต้านทาน 4.7kΩ                                                                       1 ตัว

·       ตัวต้านทาน 10kΩ                                                1 ตัว

·       ทรานซิสเตอร์ NPN เบอร์ PN2222A                                            1 ตัว

·       สายไฟสำหรับต่อวงจร                                                                 1 ชุด

·       มัลติมิเตอร์                                                                                   1 เครื่อง

ขั้นตอนการทดลอง

1. ใช้มัลติมิเตอร์วัดค่าความต้านทานของตัวต้านทานไวแสง (LDR) ในสภาวะแสงที่แตกต่างกันในสามระดับ (ปริมาณแสงน้อย ปานกลาง และมาก) แล้วจดบันทึกค่าที่วัดได้ สังเกตการเปลี่ยนแปลงของค่าความต้านทานเมื่อปริมาณแสงเปลี่ยน

แสงมาก	แสงปานกลาง	แสงน้อย
3.55kΩ	6.5kΩ	34kΩ

  

2. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด ตามรูปที่ 4.3.1 แล้ววัดแรงดัน Vx ในสภาวะแสงที่แตกต่างกัน (ปริมาณแสงน้อย ปานกลาง มาก) แล้วจดบันทึกค่าที่วัดได้ สังเกตการเปลี่ยนแปลงของระดับแรงดันเมื่อปริมาณแสงเปลี่ยน

แสงมาก	แสงปานกลาง	แสงน้อย
3.856 V	2.973 V	1.211 V

3. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด ตามรูปที่ 4.3.2 (แบบที่ 1) โดยใช้แรงดันไฟเลี้ยง VCC=+5V และ Gndจากแหล่งจ่ายแรงดันควบคุม ทดลองหมุนปรับค่าที่ตัวต้านทานปรับค่าได้ และวัดแรงดัน Vref ที่ได้สังเกตสถานะติด/ดับของ LED

-ประมาณ 4 V

4. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด ตามรูปที่ 4.3.3 (แบบที่ 2) โดยใช้แรงดันไฟเลี้ยง VCC=+5V และ Gndจากแหล่งจ่ายแรงดันควบคุม ทดลองหมุนปรับค่าที่ตัวต้านทานปรับค่าได้ และวัดแรงดัน Vref ที่ได้สังเกตสถานะติด/ดับของ LED

-ประมาณ 1 V

  

5. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด ตามรูปที่ 4.3.4 (แบบที่ 3) โดยใช้แรงดันไฟเลี้ยง +5V +9V และ Gndจากแหล่งจ่ายแรงดันควบคุม ทดลองหมุนปรับค่าที่ตัวต้านทานปรับค่าได้ เพื่อให้ LED “สว่าง”เมื่อปริมาณแสงน้อย และให้ LED “ไม่ติด” เมื่อปริมาณแสงมาก

-ประมาณ 1.5 V

6. เขียนรายงานการทดลอง ซึ่งประกอบด้วยคำอธิบายการทดลองตามขั้นตอน ผังวงจรที่ถูกต้องครบถ้วนตามหลักไฟฟ้า (ให้วาดด้วยโปรแกรม Cadsoft Eagle) รูปถ่ายของการต่อวงจรบนเบรดบอร์ด และตอบคำถามท้ายการทดลอง

คำถามท้ายการทดลอง

1. ค่าความต้านทานของ LDR จะเปลี่ยนแปลงอย่างไร เมื่อปริมาณแสงเปลี่ยน และค่าความต้านทานของ LDR ที่ได้จากการทดลอง จะอยู่ในช่วงใด

-ค่าความต้านทานจะแปรผกผันกับปริมาณแสง คือ เมื่อแสงมากความต้านทานน้อยแสงน้อยความต้านทานมาก ซึ่งค่าความต้านทานที่ได้จากการทดลองนั้นจะอยู่ในช่วง 3.55kΩ-34kΩ

2. สำหรับวงจรแบบที่ 1 และ 2 แรงดัน Vx จะเปลี่ยนแปลงอย่างไร เมื่อปริมาณแสงเปลี่ยน

(เปลี่ยนจากปริมาณแสงน้อยเป็นปริมาณแสงมาก)

-แบบที่ 1 Vx จะมากขึ้นเมื่อแสงน้อยลง

 แบบที่ 2 Vx จะน้อยลงเมื่อแสงมากขึ้น

3. สำหรับวงจรแบบที่ 3 การปรับค่าโดยใช้ตัวต้านทานปรับค่าได้ในวงจร  มีผลอย่างไรต่อการติดหรือดับของ LED

-มีผลเนื่องจากตัวต้านทานปรับค่าได้นั้นเป็นตัวเปรียบเทียบแรงดันนั่นเองซึ่งจะทำให้ output ของ LM393 ออกหรือไม่ก็เกิดขึ้นจากแรงดันเทียบกันของทั้ง 2 ขานั่นเอง ซึ่งส่งผลต่อการติดดับของ LED