自动出水水龙头工作原理----比较器

利用到一个很重要的器件:比较器
一、比较器的工作特性

输出端out,可以输出一个高电平一个低电平。
比较器控制一个电机原理图

放到我们这个水龙头当中,需要用到一个红外感应模块(有一个发射一个接收)。如下图就是我们自动水池龙头的电路原理图,第一张图的红外传感器就集成了我们前面那部分的红外接收发射、电阻、比较器。这里接收到红外的时候红外的输出端是4V(5v-100k*10mA),没有的时候是5v。所以当收到红外时V+>v-输出高电平,电机转动。

注意上图:电机是一个电感性负载,电感的特性:电流不能突变,当我们的电流突然断开时,电感为了保证它的电流保持不变,就会感生出一个很高的电压,如果三极管承受不住可能会击穿。
解决方法,在我们的电机两端添加一个续流二极管,来解决电机产生的感应电动势

二、比较器为什么要加上上拉电阻。
1.什么是推挽输出?
比较器内部有两个开关,一个接到vcc一个接到GND
输出高电平时:内部输出1(接到vcc的开关导通),上管导通,下管截止,IO口输出高电平
输出低电平时:同理但相反。

2.什么是开漏输出或者开集电极输出?
就是两个开关中它是没有上管的,就是没有接到vcc的,只有一个开关接到GND。
这种只能把out变成低电平
如何解决?
在它的外部加一个上拉电阻。可以把我们的信号线上拉成等于VCC,当我们的比较器处于断开时,我们的上拉电阻与负载相连,负载的阻值很大时,分压原理我们的上拉电阻约等于5v。当比较器闭合时,连接负载的那条线会被短路到GND,电压变为0。

所以我们用比较器的时候需要注意内部结构,比如我们的开漏输出结构就得加一个上拉电阻。某一写推挽结构,也可以加上拉电阻,它可以加大电路输出电流的能力。
上拉电阻取得越小,对应的信号上升速度越快,传输速度越快,损耗也会越大。所有的比较器都有一个吸收电流(比较器的输入电流)
注意:比较器的输入范围不能超过芯片的供电范围,超过芯片供电范围可能会工作异常
比较器的颤振问题:比较器有偏置电压,简单来说就是比较器的两输入端本身就存在一定的压差
高低电平转换的时候会出现颤振。

解决方案:在比较器的输出端加一个电阻接到我们的同向端。如下图,电阻大小一般取一百倍,取得越小变化越大。所以电阻值的取值主要取决于我们这个颤振的大小,颤振越大电阻值越接近我们的电阻(图中1000欧)。

3.补充电阻分压
假设两电阻中间电压是V2,电阻分别是R1,R2(串联).V2的电压就是R2到地的电压。分压公式:v2=R2/(R1+R2)*v总。

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