Spanningscomparator Circuit – Bouwen en Testen met een Dubbele Op-amp

Inleiding

Onderdelen en Materialen

• Operationele versterker: model 1458 of 353 (Radio Shack catalogus # 276‑038 / 900‑6298) – een dubbele op-amp in een 8-pins DIP-behuizing.
• Drie 6 V batterijen (leveren 0 V tot +18 V voedingsrails).
• Twee 10 kΩ lineaire potentiometers (Radio Shack # 271‑1715).
• 1 × LED (Radio Shack # 276‑026 of equivalent).
• 1 × 330 Ω weerstand.
• 1 × 470 Ω weerstand.

Het gebruik van een dubbele op-amp is een best practice, zelfs als je ontwerp maar één kanaal nodig heeft. Het bespaart onderdelen en houdt je lab-kit flexibel voor toekomstige projecten.

Naslagwerken

Lessons In Electric Circuits, Deel 3, hoofdstuk 8: "Operationele Versterkers"

Leerdoelen

• Begrijpen hoe een op-amp fungeert als spanningscomparator.
• Een comparatorcircuit bouwen en de werking visueel valideren met een LED.
• Real-world scenario's verkennen waar comparators essentieel zijn.

Schematisch Diagram

Illustratie

Hoe de Comparator Werkt

De uitgang van de op-amp verzadigt ofwel bij de positieve voeding (+18 V) ofwel bij de grond (0 V). Wanneer de niet-inverterende ingang (+) een hogere spanning ontvangt dan de inverterende ingang (−), gaat de uitgang hoog en brandt de LED. Is de inverterende ingang hoger, dan gaat de uitgang laag en gaat de LED uit.

Voor dieper inzicht kun je voltmeters aan de twee ingangsterminals koppelen (met grond als referentie). Je ziet de numerieke waarden veranderen zodra je de potentiometers draait, wat overeenkomt met de aan/uit-toestand van de LED.

Praktisch Toepassingsvoorbeeld

Stel je een anemometer voor die windsnelheid omzet in een evenredige spanning. Door dit signaal in te voeren op de niet-inverterende ingang en een vaste referentiespanning op de inverterende ingang, kan de comparator een hoogwindalarm activeren wanneer de windsnelheid een ingestelde drempel overschrijdt.

Gerelateerde Werkbladen

• Open-Lus OpAmp Circuits Werkblad