Arduino中文教程----认识光线传感器并制作光控LED

cha0s0000 (65)in #utopian-io • 7 years ago (edited)

What Will I Learn?

认识Arduino 的光线传感器
编写程序获取光线传感器的数值
制作光控LED

Requirements

Arduino UNO
Arduino IDE开发环境
Arduino 光线传感器

Difficulty

基础

Tutorial Contents

一、认识Arduino 的光线传感器

这一款光线传感器通俗来讲其实就是一个光敏电阻焊接在pcb板上，加上连接一些必须的电阻，就形成了光线传感器。

光敏电阻又叫做光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料的特性是在特定的波长的光照射下，它的阻值减小。

光敏电阻的工作原理其实就是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。当有光线照射时，电阻内原本处于稳定状态的电子受到激发，成为自由电子。所以光线越强，产生的自由电子也就越多，电阻就会越小。经过测试，光敏电阻在黑暗中，电阻值大概有1~10M，在光照下，电阻值大概有几百到几千欧姆。

光敏电阻：感应当前环境的不同光暗程度，决定电阻值的大小
其余电阻：根据光敏电阻的光阻值与暗阻值选择适配阻值大小的电阻
当外界越亮，光敏电阻的阻值就越小，光线传感器输出的值越小；当外界越暗，电阻阻值越大，光线传感器输出越大。

二、编写程序获取光线传感器的数值

连接Arudino UNO与光线传感器

如上图，光线传感器引脚有三个
- GND ：连接提供模块电源的负极
- VCC ：连接提供模块电源的正极
- D0 ：输入光线传感器根据当前环境的光暗程度输出的数值，此为模拟信号
接线如下：

Arduino UNO 光线传感器

GND GND

5V VCC

A0 D0

由于不同的环境，光线程度都是不一样的，当使用光线传感器的时候，需要根据不同环境设定传感器的敏感值，使其适合当前的环境。

光线传感器也正是由于这一功能，比光敏电阻的实用性更强。

光敏电阻的阻值与敏感程度都是规定好了的，不同环境之下，同一个光敏电阻可能不完全适用。

光线传感器设计上考虑到这个实际使用的情况，做出了实用性的改造。

Arduino UNO	光线传感器
GND	GND
5V	VCC
A0	D0

编写程序获取光线模块的模拟信号

定义变量

const int buttonPin = A0;
int inputValue = 0;

setup()初始化

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

loop()写入主体函数

void loop() {
  inputValue = analogRead(buttonPin);
  Serial.println(inputValue);
}

连接Arduino UNO至电脑
编译并上传程序至Arduino UNO
测试效果

测试的时候可以适当的间断用手掌遮住光敏电阻，如下图：
- 当正常环境下：数值在30--50范围内
- 当用手掌遮住光线的时候，数值在1000-1200范围内

三、制作光控LED

基于步骤二，连接LED与Arduino UNO

LED Arduino UNO

短脚 GND

长脚 D10

LED	Arduino UNO
短脚	GND
长脚	D10

基础步骤二的程序整合上LED程序

需求分析

当光线模块输出数值大于1000的时候，光线较暗，点亮LED
当光线模块输出数值不在大于1000范围下，光线较强，熄灭LED

定义变量

const int buttonPin = A0; 
const int LED = 10; 
int inputValue = 0;

setup()初始化

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  pinMode(LED, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

loop()函数主体

void loop() {
  inputValue = analogRead(buttonPin);
  Serial.println(inputValue);
  if(inputValue>100)
     digitalWrite(LED,HIGH);
   else  digitalWrite(LED,LOW);
}

整合全部程序：

const int buttonPin = A0; 
const int LED = 10; 
int inputValue = 0;  

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  pinMode(LED, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  inputValue = analogRead(buttonPin);
  Serial.println(inputValue);
  if(inputValue>100)
     digitalWrite(LED,HIGH);
   else  digitalWrite(LED,LOW);
}