Por que você precisa de um segundo resistor ao usar um fotorresistor / LDR?
Respostas:
A resposta simples é que a tensão é muito fácil para o Arduino medir, enquanto a resistência não é, e a maioria dos sensores, como o fotoresistor (LDR), o sensor flexível, os termistores e muito mais - são na verdade resistores variáveis.
A principal razão pela qual é difícil medir as alterações de resistência é que o Arduino (e a maioria dos CI) contém um pequeno sistema chamado Analog to Digital Converter (ADC) . Este sistema converte alterações na tensão analógica em uma série de 1 e 0 que, por sua vez, podem ser convertidos em um número inteiro.
O ADC foi projetado para ler alterações de tensão e, se quisermos usar o analogRead do Arduino (que utiliza o ADC) para obter as leituras do fotoresistor, por exemplo, precisaremos de uma maneira de converter as alterações de resistência às alterações de tensão - e um divisor de tensão é a maneira mais fácil de fazer isso.
É verdade que o sensor já é um resistor e, como tal, deve alterar a tensão nele. Mas você teria problemas para medir as alterações de tensão, pois não há ponto de referência, exceto Vcc (5V) e terra:
Pelo contrário, ao usar um divisor de tensão, você tem um ponto de referência bem definido para medir as mudanças de tensão:
Esta não é estritamente uma pergunta sobre o Arduino, mas compreendo que coisas como foto-resistores são projetos iniciais comuns para usuários do Arduino.
Resistores (e outros componentes) realmente não limitam a tensão no circuito como tal. Em vez disso, cada componente em um circuito em série obtém uma proporção da tensão total. Essa proporção é determinada por sua resistência.
Se você tiver apenas um componente, toda a tensão será derrubada, independentemente da resistência. Alterar a resistência nessa situação afetaria apenas a quantidade de corrente que flui através dela.
Você precisa do segundo resistor como um ponto de referência fixo. Você sabe quanta tensão obterá se ambas as resistências forem iguais e que a relação entre tensão e resistência é (hipoteticamente) linear. Portanto, você pode usar isso para descobrir qual resistência o outro componente possui, por exemplo, o foto-resistor.
Como observação lateral, o segundo resistor também pode desempenhar um papel importante de segurança. Sem ele, você pode acabar com um curto-circuito se a resistência do outro componente for muito baixa.
A medição precisa da resistência requer uma fonte de corrente precisa ( http://www.digikey.com/product-search/en/integrated-circuits-ics/pmic-current-regulation-management/2556448?k=current%20source ).
A lei de Ohm, V = IR ou R = V / I, afirma que para componentes lineares, o valor da resistência no circuito pode ser estimado pela razão da tensão aplicada dividida pela corrente. Com um simples divisor de tensão, à medida que a resistência do sensor muda, a corrente no circuito também muda. Portanto, medir a tensão na junção não fornece necessariamente uma indicação precisa da corrente no circuito. Tanto a tensão quanto a corrente impostas devem ser controladas para obter medições precisas.
Outra grande razão para isso é que, se você possui apenas uma série, uma fonte de energia, um LDR e diz uma lâmpada, a lâmpada pode acender assim que a resistência do LDR ficar baixa o suficiente, e ficará mais brilhante à medida que a resistência continuar diminuindo. Se configurado com mais resistores em um divisor de potencial com um transistor e a lâmpada no lado do coletor, você poderá variar os resistores para definir a quantidade exata de luz que permitirá aproximadamente 1,6V (?) (Qualquer voltagem transforma a base em uma de qualquer maneira) e, portanto, a luz na qual a lâmpada acende repentinamente com uma fonte de alimentação constante direta da fonte de energia através de um resistor fixo, se necessário.
Assim, em série, um LDR varia a corrente com a luz ao redor do circuito, em um divisor e transistor funciona como um interruptor dependente da luz
Ao contrário de outros componentes elétricos, um fotorresistor (ou resistor dependente de luz, LDR ou fotocélula) é um resistor variável. Isso significa que sua resistência pode depender de acordo com a intensidade da luz.
Eu irei primeiro com metade do diagrama de circuito para entender claramente.
A resistência de um fotorresistor diminui com o aumento da intensidade da luz. Luz Forte -> Resistência LDR (diminui para 0ohms) Portanto, o resistor de 10k (ohm) vê mais perto de 5V.
A resistência de um fotorresistor aumenta com a diminuição da intensidade da luz. Dim Light -> resistência à LDR (aumenta para o infinito).
Portanto, o resistor de 10k (ohm) recebe apenas um pouco de tensão.
Aqui está o diagrama de circuito completo que você deseja perguntar por que o segundo resistor é necessário.
O ponto principal é que a placa Arduino também possui Vcc (5V) e terra. Portanto, não há corrente se a diferença de potencial for zero. Portanto, primeiro, o Vcc (5V) flui através do fotorresistor e vai para o resistor de 10k (ohm).
Então, como existe um circuito paralelo, o arduino obterá a mesma voltagem que o resistor de 10k (ohm). Portanto, esse resistor LDR faz a função de um resistor pull-up que atrai a corrente para o VCC.