帶LED條形圖的照度表電路

在這篇文章中，我們將討論 3

種不同的測光表電路，用于測量光的功率。在第一種方法中，我們將僅使用太陽能電池和萬用表，在第二種方法中，我們將使用運算放大器和動圈表，在第三種方法中，我們將看到如何使用順序LED條形圖來測量光的強度。

什么是測光表及其工作原理

測光表電路是一種通過光傳感器檢測光強度，并在模擬或數字儀表上顯示測量結果的裝置。

本文提出的主要思想不適用于笨重易碎的動圈計，而是簡單地通過LED陣列顯示光強度。

LED 陣列隨著光傳感器上的光強度增加而依次亮起，LED 隨著傳感器上的光的減少而依次關閉。

LED照明有兩種操作模式，條形圖模式和點模式。

在條形圖模式下，當傳感器上的光強度增加時，LED

依次連續向上亮起，以指示更高的等效讀數。當傳感器上的光強度降低時，LED逐個關閉，以指示較低的特定讀數。

這會產生上升和下降的LED條形圖的效果，以響應輸入光的變化。

在點模式工作時，只有一個 LED 向上或向下移動，因此在任何位置只有一個 LED 保持亮起，以指示刻度上測量的光強度。

在本文中，我們將探討通過 3 種不同的測光表電路測量光的 3 種簡單方法。

使用太陽能電池和萬用表

也許測量光強度的最簡單方法是簡單地將小型太陽能電池與電壓表連接起來，如下所示。

電壓表可以來自您現有的萬用表。萬用表可以設置為1 V范圍，并用于直接檢查太陽能電池的電壓讀數，該讀數與落在太陽能電池上的光強度成正比。

太陽能電池可以是通常用于計算器或任何其他等效物的任何小型太陽能電池。

使用運算放大器

為了獲得更準確的結果，可以使用基于運算放大器的電路來制作測光表電路，如下圖所示。

IC1 為 CA3140

運算放大器的工作方式基本上類似于電流-電壓放大器。它將來自太陽能電池的微小電流放大成相對較大的可測量電壓。所以基本上它就像一個電流到電壓轉換器。

有兩個預設可以適當調整以校準附加的儀表刻度。我們將在本文后面詳細討論這一點。

IC CA3140 用作運算放大器，因為它具有高阻抗和低漂移特性，可確保更高的精度并減少輸出讀數的誤差。

運算放大器的輸出直接連接到0-1V型動圈電壓表，以進行預期的測量。

如果我們假設輸出為 Vo，太陽能電池的輸入電流為I在，反饋電阻 （R1+PB1） 為 Rf，則輸出電壓Vo可以使用以下公式計算：

Vo= I在x Rf

使用 LED 條形圖

在上述概念中，我們使用了動圈計，對于許多用戶來說，這可能不是首選。

顯示光強度讀數的一種簡單、固態和有效的方法可以通過一系列 LED，這些 LED 將以順序方式顯示讀數。

這可以通過使用我們非常古老的、無處不在的 IC LM3914 或 LM3915 來實現，這是一種 LED 條形/點模式、順序 LED 驅動器

IC。

如下圖所示，要構建LED條形圖測光表電路，我們只需將先前運算放大器電路的輸出與LM3914/LM3915 IC輸入集成即可。

當太陽能電池上的光線變化時，運算放大器放大變化并將變化信號饋送到 LM3914/LM3915 IC 的輸入端，后者將信號快速轉換為 LED

條形圖讀數。

開關可以連接到IC的引腳#9，可以選擇此選項以將IC輸出設置為條形圖模式或點模式。

在條形圖模式下，當 LED 依次點亮時，前一個 LED 不會關閉，因此排序會產生上升條效果。在點模式中，當 LED 序列向上/向下移動時，先前的

LED 會依次關閉，導致在任何給定時刻只有一個 LED 保持點亮，從而產生“點”效果。

如何校準

校準基于運算放大器的測光表電路非常容易。

最初用黑色膠帶覆蓋太陽能電池，這樣就沒有光可以到達太陽能電池。接下來，調整 PR2 預設，直到儀表指針達到零標記，對于 LED 圖形，調整

PR2，直到所有 LED 剛剛關閉。

接下來，對于儀表上的滿量程偏轉讀數或所有發光的等效光，允許已知數量的高強度光落在太陽能電池上。

在此之后，調整 PR1 預設，直到儀表讀取滿量程偏轉或在 LED 圖上所有 LED 都亮起。

已知的光強度可以通過高質量的照度計獲得。

一旦確定了 0 到最大刻度，就可以通過在整個刻度上按比例創建均勻的刻度來輕松固定中間數字。

如何選擇條形模式或點模式

要在 LED 條形圖模式或 LED 點陣模式之間進行選擇，只需在 IC 的引腳 #9 和引腳 #3

之間連接一個開/關開關即可。當此開關接通至短引腳#9和引腳#3時，輸出LED以條形圖模式運行。當此開關保持打開狀態時，輸出 LED 以點模式運行。