Arduino教程之-感光燈

ID:186374 · 發表于 2017-4-5 17:19

這個項目中將介紹一個新元件——光敏電阻。從名字可以看出，這個器件是依賴光作用的。在黑暗的環境中，光敏電阻具有非常高阻值的電阻。光線越強，電阻值反而越低。通過讀取這個電阻值，就可以檢查光線的亮暗了。我們這里選用的是光敏二極管，光敏二極管其實就是光敏電阻中的一種，只是它還具有正負極性。
我們這次做的這個非常好玩，叫做感光燈。它能隨著光線明暗而選擇是否亮燈。這個光感燈非常適合用做夜晚使用的小夜燈。晚上睡覺的時候，家中燈關掉后，感光燈感覺到周圍環境變暗了，就自動亮起。到了白天，天亮后，感光燈就又恢復到關閉的狀態了。

所需材料

1× 5mm LED燈
1× 220歐電阻
1× 10k電阻
1× 光敏二極管
1× 手電筒（可選）

STEP 1：硬件連接
LED燈還是和以往一樣的接法。而光敏二極管是有正負極的，和LED一樣，也是遵循長腳（+），短腳（-）的原則。還需注意的與光敏二極管相連的電阻是10k，而不是220Ω。

STEP 2：輸入代碼
完成硬件連接后，打開Arduino IDE,輸入下面這段代碼。

int LED = 13; //設置LED燈為數字引腳13
int val = 0; //設置模擬引腳0讀取光敏二極管的電壓值
void setup(){
pinMode(LED,OUTPUT); // LED為輸出模式
Serial.begin(9600); // 串口波特率設置為9600
}
void loop(){
val = analogRead(0); // 讀取電壓值0~1023
Serial.println(val); // 串口查看電壓值的變化
if(val<1000){ // 一旦小于設定的值，LED燈關閉
digitalWrite(LED,LOW);
}else{ // 否則LED亮起
digitalWrite(LED,HIGH);
}
delay(10); // 延時10ms
}

復制代碼

下載完代碼后，LED燈會亮起，這時，你需要拿一個手電筒照你的光敏二極管（用手機后置攝像頭的閃光燈應該也可以），這時你會發現LED燈神奇般的自動熄滅。但是，一旦你的手電筒移開，LED燈又再次亮起。

STEP 3：代碼回顧
這段代碼想必你一定能看的懂了吧？我就簡單說一下，可能不明白的地方。

我們之講LM35溫度傳感器的時候，也用到了用模擬口讀值。強調了，模擬量不需要輸入輸出模式。這里，也是同樣用模擬口用來讀取光敏二極管的模擬值。

一旦有光照射，讀出的模擬值就會減小，這里設定的上限值是1000。這個值可以按你需要的亮度來選取。選取方法：先把整個裝置放在你想讓LED關閉的一個環境下，然后打開串口，查看串口顯示的值，把這個值替換掉代碼中的1000。從串口讀值，是調試代碼一種很好的方法。

STEP 4：硬件回顧
這里接觸了一種新元件——光敏器件。這類器件都是將光信號變成電信號的特殊電子元件。元件內部有特殊的光導材料，外部用塑料或者玻璃封裝。光線照射在這類光導材料上時，光敏器件的電阻值就會迅速變小。光敏元件有很多，光敏電阻，光敏二極管，光敏三極管等等。不過原理是差不多的。我們這里選用的是光敏二極管。

光敏二極管其實是光敏電阻中的一種。所謂二極管，就是有正負極的，所以在連線的時候也要注意正負極。

光敏電阻在黑暗的環境中，具有非常高阻值的電阻。光線越強，電阻值反而越低。隨著兩端電阻值的減小，電壓也就相應減小（從模擬口讀到的值也就變小，模擬口0~1023的值對應是0~5V的電壓值）。

那電壓為什么會減小呢？那就要用到我們初中學的物理知識——分壓原理。讓我們看一個典型的分壓電路，看看它是如何工作的。

[輸入電壓Vin（我們這里也就是5V），連在兩個電阻上，只測量通過電阻R2的電壓Vout，其電壓將小于輸入電壓。計算R2兩端的Vout電壓公式是：

在我們這里，R1代表的就是10k電阻，R2代表的就是光敏二極管。本來R2在黑暗中，值很大很大，所以Vout也就很大，接近5V。一旦有光線照射的話，R2的值就會迅速減小，所以Vout也就隨之減小了，讀取的電壓值就小。通過上面這個公式可以看出， R1選取不能太小，最好在1k~10k左右，否則比值變化不明顯。

ID:186853 · 發表于 2017-4-6 21:14

非常好的設計

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Arduino教程之-感光燈