NOBのArduino日記!

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趣味は車・バイク・自転車・ラジコン・電子工作です。

オペアンプを使った便利回路!(電流/電圧変換回路)

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オペアンプ を使った電流/電圧変換回路
 
オペアンプを使った電流/電圧変換回路をiCircuitを使ってシミュレートしてみました!
 フォトダイオードを使った光量測定とか色々出来そうです!

1. 電流/電圧変換回路

オペアンプを使った電流/電圧変換回路は図1の通りです。
 左のフォトダイオード等の素子に電流が流れると、その電流量に比例した電圧が右の電圧測定器に生じます。
 この回路における電流(I)と電圧(V0)と抵抗(R)の間には式1の関係があります。
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図1:充電とLED点灯!
V0 = -I × R…式1

 

 

2. シミュレート

2.1 回路の基本動作
 図1の回路について、電流を0,5,50,500,5000μAと増やしていった際に出力される電圧を図2(正方向電流)、図3(逆方向電流)の通りシミュレートしてみました!
 シミュレート結果をまとめたものを表1に示します。 オペアンプの電源:±5V
 
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図2:正方向に電流を流してみました
 
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図3:逆方向に電流を流してみました

 

表1:入力電流と出力電圧の関係
入力電流(nA) 出力電圧(mV)
 -5000  5000
 -500  500
 -50  50
 -5  5
 0  0
 5  -5
 50  -50
 500  -500
 5000  -5000
 
2.2 実際に用いる回路
 実際に測定装置で使用する場合は図4の様な回路構成となります。
 この回路に、電流を0、0.45、4.5、45、450nAと増やしていった際に出力される電圧をシミュレートしてみました!
 また、シミュレート結果をまとめたものを表2に示します。 
オペアンプの電源:-電源は0V、+電源は+5V
※可変抵抗:500Ω(出力電圧調整用)

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図4:実際に用いる電流/電圧変換回路
 

 

表1:入力電流と出力電圧の関係
入力電流(nA) 出力電圧(mV)
 0
 0.45 4.5 
 4.5 45 
 45 450 
 450 4500 
 
フォトダイオード「S7686」の短絡電流ISC=450nA(100lx,2856K)を想定

3. まとめ

 これでArduinoで光量計とか作れそうです!
 
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