带LED条形图的照度表电路

在这篇文章中，我们将讨论 3 种不同的测光表电路，用于测量光的功率。在第一种方法中，我们将仅使用太阳能电池和万用表，在第二种方法中，我们将使用运算放大器和动圈表，在第三种方法中，我们将看到如何使用顺序LED条形图来测量光的强度。

什么是测光表及其工作原理

测光表电路是一种通过光传感器检测光强度，并在模拟或数字仪表上显示测量结果的装置。

本文提出的主要思想不适用于笨重易碎的动圈计，而是简单地通过LED阵列显示光强度。

LED 阵列随着光传感器上的光强度增加而依次亮起，LED 随着传感器上的光的减少而依次关闭。

LED照明有两种操作模式，条形图模式和点模式。

在条形图模式下，当传感器上的光强度增加时，LED

依次连续向上亮起，以指示更高的等效读数。当传感器上的光强度降低时，LED逐个关闭，以指示较低的特定读数。

这会产生上升和下降的LED条形图的效果，以响应输入光的变化。

在点模式工作时，只有一个 LED 向上或向下移动，因此在任何位置只有一个 LED 保持亮起，以指示刻度上测量的光强度。

在本文中，我们将探讨通过 3 种不同的测光表电路测量光的 3 种简单方法。

使用太阳能电池和万用表

也许测量光强度的最简单方法是简单地将小型太阳能电池与电压表连接起来，如下所示。

电压表可以来自您现有的万用表。万用表可以设置为1 V范围，并用于直接检查太阳能电池的电压读数，该读数与落在太阳能电池上的光强度成正比。

太阳能电池可以是通常用于计算器或任何其他等效物的任何小型太阳能电池。

使用运算放大器

为了获得更准确的结果，可以使用基于运算放大器的电路来制作测光表电路，如下图所示。

IC1 为 CA3140

运算放大器的工作方式基本上类似于电流-电压放大器。它将来自太阳能电池的微小电流放大成相对较大的可测量电压。所以基本上它就像一个电流到电压转换器。

有两个预设可以适当调整以校准附加的仪表刻度。我们将在本文后面详细讨论这一点。

IC CA3140 用作运算放大器，因为它具有高阻抗和低漂移特性，可确保更高的精度并减少输出读数的误差。

运算放大器的输出直接连接到0-1V型动圈电压表，以进行预期的测量。

如果我们假设输出为 Vo，太阳能电池的输入电流为I在，反馈电阻 （R1+PB1） 为 Rf，则输出电压Vo可以使用以下公式计算：

Vo= I在x Rf

使用 LED 条形图

在上述概念中，我们使用了动圈计，对于许多用户来说，这可能不是首选。

显示光强度读数的一种简单、固态和有效的方法可以通过一系列 LED，这些 LED 将以顺序方式显示读数。

这可以通过使用我们非常古老的、无处不在的 IC LM3914 或 LM3915 来实现，这是一种 LED 条形/点模式、顺序 LED 驱动器

IC。

如下图所示，要构建LED条形图测光表电路，我们只需将先前运算放大器电路的输出与LM3914/LM3915 IC输入集成即可。

当太阳能电池上的光线变化时，运算放大器放大变化并将变化信号馈送到 LM3914/LM3915 IC 的输入端，后者将信号快速转换为 LED 条形图读数。

开关可以连接到IC的引脚#9，可以选择此选项以将IC输出设置为条形图模式或点模式。

在条形图模式下，当 LED 依次点亮时，前一个 LED 不会关闭，因此排序会产生上升条效果。在点模式中，当 LED 序列向上/向下移动时，先前的 LED 会依次关闭，导致在任何给定时刻只有一个 LED 保持点亮，从而产生“点”效果。

如何校准

校准基于运算放大器的测光表电路非常容易。

最初用黑色胶带覆盖太阳能电池，这样就没有光可以到达太阳能电池。接下来，调整 PR2 预设，直到仪表指针达到零标记，对于 LED 图形，调整 PR2，直到所有 LED 刚刚关闭。

接下来，对于仪表上的满量程偏转读数或所有发光的等效光，允许已知数量的高强度光落在太阳能电池上。

在此之后，调整 PR1 预设，直到仪表读取满量程偏转或在 LED 图上所有 LED 都亮起。

已知的光强度可以通过高质量的照度计获得。

一旦确定了 0 到最大刻度，就可以通过在整个刻度上按比例创建均匀的刻度来轻松固定中间数字。

如何选择条形模式或点模式

要在 LED 条形图模式或 LED 点阵模式之间进行选择，只需在 IC 的引脚 #9 和引脚 #3 之间连接一个开/关开关即可。当此开关接通至短引脚#9和引脚#3时，输出LED以条形图模式运行。当此开关保持打开状态时，输出 LED 以点模式运行。