Arduino基础入门篇11—光控灯

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本篇介绍光敏电阻,通过模拟输入采集环境光强来控制LED灯亮度,做一个无需人为干预的自动控制设备。

传感器是一种检测装置,能感受并采集到被测量的信息,在当下物联网、智能家居中占据重要地位。一切智能化、自动化设备、各种云计算大数据分析中最基础的就是数据,数据从何而来,绝大多数都来自传感器。其中光敏电阻可算是最简单的传感器之一了。

光敏电阻是一种电阻值随照射光强度增加而下降的电阻,基于其内部光电效应,光照越强电阻值越小,光照越弱,电阻值越大。

Arduino基础入门篇11—光控灯
光敏电阻

1. 实验材料

  • Uno R3开发板

  • 配套USB数据线

  • 面包板及配套连接线

  • 1个LED灯

  • 1个220Ω限流电阻

  • 1个光敏电阻

  • 1个1K普通电阻

我们将光敏电阻作为一个电阻跟一个普通电阻串联,根据串联分压的方法,通过analogRead() 读取其电压。

Arduino基础入门篇11—光控灯
串联分压

2. 实验步骤

  1. 根据原理图搭建电路。

    直插LED灯正极连接限流电阻,电阻另一端连接开发板第10引脚,LED灯负极接开发板GND。光敏电阻一端接GND,电阻一端接5V,光敏电阻和普通电阻相接,然后接入A0引脚。

    实验原理图如下图所示:

    Arduino基础入门篇11—光控灯
    实验原理图

    实物连接图如下图所示:

    Arduino基础入门篇11—光控灯
    实物连接图
  2. 新建sketch,拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。

     1/*
    2      AutoLed
    3      通过光敏电阻检测环境光,进而控制LED灯亮度
    4*/

    5
    6int  ledPin  =  10;
    7
    8int  sensorValue  =  0;   //保存读到的传感器模拟值
    9int  ledValue  =  0;     //保存LED灯占空比
    10
    11void  setup()
    12
    {
    13    pinMode(ledPin,  OUTPUT);           //数字口要选择带~号的具有pwm功能的输出口
    14 }
    15
    16void  loop()
    17
    {
    18    sensorValue  =  analogRead(A0);           //读取A0模拟口的数值
    19    ledValue  =  map(sensorValue,  4008000200);   //将400到800之间的数据映射成0到200之间的数据
    20    analogWrite(ledPin,  ledValue);       //PWM控制LED灯亮度
    21    delay(100);
    22 }
  3. 连接开发板,设置好对应端口号和开发板类型,进行程序下载。

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    程序下载

3. 实验现象

遮挡光敏电阻,LED灯变亮,无遮挡下,LED灯亮度变暗。

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实验现象

4. 实验分析

通过analogRead()读取光敏电阻与普通电阻串联分压后的电压数据,使用map()函数做重新映射,然后使用
analogWrite()函数改变LED灯的亮度。

根据串联分压,光敏电阻上的电压值为R1/(R1+R2) * 5V。

通过测试发现遮挡和不遮挡的情况下,模拟输入的范围大概在400~800之间,所以map()函数里面区间为[400,800],由于电源波动或外界干扰等原因,输出的数据可能也会受到一定的影响,你得到的区间可能有变化,需要多次调整测试来达到理想效果。

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