Un esempio di collegamento di una fotoresistenza per controllare un LED

Questo esempio dimostra il collegamento di una fotoresistenza per controllare un LED per creare un analogo di una luce notturna. La resistenza del fotoresistore dipende dall'intensità della luce incidente su di esso, quindi quando la luce diminuisce, il LED brucerà intensamente e quando c'è luce intensa si spegnerà.

Componenti richiesti

• Tagliere per il pane;
• Resistore acceso 220 Ohm;
• Resistore acceso 10 kOhm;
• Fotoresistore con resistenza nominale 200kOhm;
• Un LED rosso;
• Cavi di collegamento;

schema

Collegare 9 -esimo pin digitale di Arduino con uno dei pin 220 Ohm resistore, collegare l'altro terminale di questo resistore all'anodo del LED (gambo lungo) e il catodo del LED a terra (contatto GND sulla scheda Arduino). Contatto 5 V collega la scheda Arduino a uno dei pin della fotoresistenza e collega l'altro pin a 0 pin analogico di Arduino e con uno dei pin 10kOhm resistore, collegare l'altro terminale del resistore a terra (contatto GND sulla scheda Arduino).

Un partitore di tensione resistivo è costituito da due resistori; la tensione di uscita dipende dal rapporto delle resistenze. In questo esempio, uno dei resistori è variabile (fotoresistore, con una resistenza nominale di 200kOhm, cioè nella completa oscurità, la resistenza del fotoresistore sarà uguale al valore nominale, e in piena luce scenderà quasi a zero), quindi possiamo ottenere una variazione di tensione. Un altro resistore determina la sensibilità. Se si utilizza un resistore di trim, è possibile regolare la sensibilità.

La scala e la precisione delle letture dipendono da dove si trova la fotoresistenza e dal valore della resistenza costante nel circuito divisore di tensione. Cambia il circuito e guarda attraverso il monitor della porta (per questo puoi scaricare il codice dalla sezione "Codice per la regolazione dei parametri", situato sotto) man mano che le letture cambiano.

Nel monitor della porta, nel primo e nel secondo caso, vedrai che non otterrai l'intero range di valori (da 0 a 1023), perché la resistenza della fotoresistenza non sarà mai zero. Ma è possibile determinare i valori di illuminazione minimo (MIN_LIGHT) e massimo (MAX_LIGHT) (i valori dipendono dalle condizioni di illuminazione, dal valore della resistenza costante e dalle caratteristiche della fotoresistenza) per costruire la nostra “luce notturna”.

Codice

Carica lo schizzo mostrato di seguito sulla tua scheda Arduino.

#define RLED 9 //Collega il LED rosso al 9° pin digitale con supporto PWM

1. valore intero = 0; //Variabile per memorizzare il valore letto dal sensore

2. configurazione nulla()

   pinMode(RLED, USCITA) ; //Imposta il pin 9 come uscita

3. ciclo vuoto()

   val = analogRead(LUCE) ; //legge il valore dall'ingresso analogico

   val = mappa(val, MIN_LIGHT, MAX_LIGHT, 255, 0) ; //converte l'intervallo dei valori letti

   val = vincolare(val, 0, 255) ; //"definisce" l'intervallo di valori accettabili

   analogWrite(RLED, val) ; //controlla il LED

• Nota: Questo esempio utilizza una fotoresistenza con una resistenza nominale di 200kOhm. Se disponi di una fotoresistenza di valore diverso, potrebbe essere necessario modificare i valori di illuminazione minimo (MIN_LIGHT) e massimo (MAX_LIGHT).

Codice per la regolazione dei parametri

Se disponi di una fotoresistenza con un valore nominale diverso, potrebbe essere necessario regolare i valori di illuminazione minimo (MIN_LIGHT) e massimo (MAX_LIGHT). Per fare ciò, aggiungi due righe di codice (evidenziate). E determinare i valori di illuminazione minimo (MIN_LIGHT) e massimo (MAX_LIGHT) bloccando (e viceversa aprendo) l'accesso alla luce per la fotoresistenza con la mano e osservando i cambiamenti nei valori utilizzando un monitor della porta seriale. Dopo le modifiche, puoi commentare le righe di codice aggiunte.

#define RLED 9 //Collega il LED rosso al 9° pin digitale con supporto PWM

#define LIGHT 0 //Collega la fotoresistenza al pin analogico 0

#define MIN_LIGHT 200 //Valore di luce minimo

#define MAX_LIGHT 900 //Valore massimo di luce

I sensori sono completamente diversi. Differiscono nel principio di azione, nella logica del loro lavoro e nei fenomeni e nelle quantità fisiche a cui sono in grado di reagire. I sensori di luce non vengono utilizzati solo nelle apparecchiature di controllo automatico dell'illuminazione, ma in un gran numero di dispositivi, dagli alimentatori agli allarmi e ai sistemi di sicurezza.

Principali tipologie di dispositivi fotoelettronici. informazioni generali

Un fotorivelatore in senso generale è un dispositivo elettronico che risponde ai cambiamenti del flusso luminoso incidente sulla sua parte sensibile. Possono differire sia nella struttura che nel principio di funzionamento. Diamo un'occhiata a loro.

Fotoresistori: cambiano la resistenza quando sono illuminati

Una fotoresistenza è un fotodispositivo che modifica la conduttività (resistenza) a seconda della quantità di luce incidente sulla sua superficie. Più intensa è l'area sensibile, minore è la resistenza. Eccone una rappresentazione schematica.

È costituito da due elettrodi metallici, tra i quali è presente un materiale semiconduttore. Quando la luce colpisce un semiconduttore, al suo interno vengono rilasciati portatori di carica, che favoriscono il passaggio di corrente tra gli elettrodi metallici.

L'energia del flusso luminoso viene spesa per gli elettroni che superano il gap di banda e la loro transizione alla banda di conduzione. Come semiconduttore per fotoresistori vengono utilizzati materiali come: solfuro di cadmio, solfuro di piombo, selenite di cadmio e altri. Le caratteristiche spettrali della fotoresistenza dipendono dal tipo di materiale.

Interessante:

La caratteristica spettrale contiene informazioni su quali lunghezze d'onda (colori) del flusso luminoso a cui è più sensibile la fotoresistenza. Per alcuni campioni è necessario selezionare attentamente un emettitore di luce con la lunghezza d'onda appropriata per ottenere la massima sensibilità ed efficienza operativa.

La fotoresistenza non ha lo scopo di misurare con precisione l'illuminazione, ma piuttosto di determinare la presenza di luce; in base alle sue letture si può determinare se l'ambiente è diventato più chiaro o più scuro. La caratteristica corrente-tensione di una fotoresistenza è la seguente.

Mostra la dipendenza della corrente dalla tensione a diversi valori del flusso luminoso: F è l'oscurità e F3 è la luce intensa. È lineare. Un'altra caratteristica importante è la sensibilità, si misura in mA (μA)/(Lm*V). Ciò riflette la quantità di corrente che scorre attraverso il resistore, dato un determinato flusso luminoso e una tensione applicata.

La resistenza al buio è una resistenza attiva in completa assenza di illuminazione, denominata Rt, e la caratteristica Rt/Rsv è il fattore di variazione della resistenza dallo stato della fotoresistenza in completa assenza di illuminazione allo stato massimo illuminato e al minimo possibile resistenza, rispettivamente.

Le fotoresistenze presentano uno svantaggio significativo: la loro frequenza di taglio. Questo valore descrive la frequenza massima del segnale sinusoidale con cui si modella il flusso luminoso, alla quale la sensibilità diminuisce di 1,41 volte. Nei libri di consultazione ciò si riflette nel valore della frequenza o nella costante di tempo. Riflette la velocità dei dispositivi, che di solito richiede decine di microsecondi - 10^(-5) s. Ciò non ne consente l'utilizzo dove sono necessarie elevate prestazioni.

Fotodiodo: converte la luce in carica elettrica

Un fotodiodo è un elemento che converte la luce che cade su un'area sensibile in una carica elettrica. Ciò accade perché durante l'irradiazione nella giunzione p-n si verificano vari processi associati al movimento dei portatori di carica.

Se la conduttività del fotoresistore cambia a causa del movimento dei portatori di carica nel semiconduttore, si forma una carica al confine della giunzione p-n. Può funzionare in modalità fotoconvertitore e fotogeneratore.

La sua struttura è la stessa di un normale diodo, ma il suo corpo ha una finestra per il passaggio della luce. Esternamente, sono disponibili in vari modelli.

I fotodiodi con corpo nero percepiscono solo la radiazione infrarossa. Il rivestimento nero è qualcosa di simile alla colorazione. Filtra lo spettro IR per escludere la possibilità di innescare radiazioni di altri spettri.

I fotodiodi, come i fotoresistori, hanno una frequenza di taglio, solo che qui è di ordini di grandezza più alta e raggiunge i 10 MHz, il che consente buone prestazioni. I fotodiodi P-i-N hanno un'alta velocità - 100 MHz-1 GHz, come i diodi basati sulla barriera Schottky. I diodi a valanga hanno una frequenza di taglio di circa 1-10 GHz.

Nella modalità fotoconvertitore, tale diodo funziona come un interruttore controllato dalla luce, per questo è collegato al circuito in polarizzazione diretta. Cioè, il catodo si trova in un punto con un potenziale più positivo (verso il positivo) e l'anodo si trova in un punto con un potenziale più negativo (verso il meno).

Quando il diodo non è illuminato dalla luce, nel circuito scorre solo la corrente oscura inversa Irev (unità e decine di μA), e quando il diodo è illuminato gli viene aggiunta una fotocorrente, che dipende solo dal grado di illuminazione (decine di mA). Più luce c'è, maggiore è la corrente.

La fotocorrente If è pari a:

dove Sint è la sensibilità integrale, Ф è il flusso luminoso.

Circuito tipico per l'accensione di un fotodiodo in modalità fotoconvertitore. Presta attenzione a come è collegato, nella direzione opposta alla fonte di alimentazione.

Un'altra modalità è il generatore. Quando la luce colpisce un fotodiodo, viene generata una tensione ai suoi terminali e le correnti di cortocircuito in questa modalità sono decine di ampere. Questo assomiglia, ma ha una potenza ridotta.

Fototransistor: si aprono a seconda della quantità di luce incidente

Un fototransistor è essenzialmente uno in cui, invece di un'uscita di base, è presente una finestra nel corpo per l'ingresso della luce. Il principio di funzionamento e le ragioni di questo effetto sono simili ai dispositivi precedenti. I transistor bipolari sono controllati dalla quantità di corrente che scorre attraverso la base, mentre i fototransistor sono controllati in modo simile dalla quantità di luce.

A volte l'UGO visualizza anche l'output della base. In generale, la tensione viene applicata al fototransistor allo stesso modo di quella normale e la seconda opzione di connessione è con una base flottante, quando il pin della base rimane inutilizzato.

I fototransistor sono inclusi nel circuito in modo simile.

Oppure scambia il transistor e il resistore, a seconda di cosa ti serve esattamente. In assenza di luce, attraverso il transistor scorre una corrente oscura, formata dalla corrente di base, che è possibile impostare autonomamente.

Dopo aver impostato la corrente di base richiesta, è possibile impostare la sensibilità del fototransistor selezionando il suo resistore di base. In questo modo è possibile catturare anche la luce più fioca.

In epoca sovietica, i radioamatori realizzavano fototransistor con le proprie mani: creavano una finestra per la luce tagliando parte del corpo di un normale transistor. I transistor come MP14-MP42 sono eccellenti per questo.

Dalla caratteristica corrente-tensione è visibile la dipendenza della fotocorrente dall'illuminazione, mentre è praticamente indipendente dalla tensione collettore-emettitore.

Oltre ai fototransistor bipolari, esistono anche quelli ad effetto di campo. Quelli bipolari funzionano a frequenze di 10-100 kHz, mentre quelli di campo sono più sensibili. La loro sensibilità raggiunge diversi Ampere per Lumen e quelli "più veloci" fino a 100 MHz. I transistor ad effetto di campo hanno una caratteristica interessante: ai massimi valori di flusso luminoso, la tensione di gate non ha quasi alcun effetto sulla corrente di drain.

Aree di applicazione dei dispositivi fotoelettronici

Prima di tutto, dovresti considerare opzioni più familiari per il loro utilizzo, ad esempio l'accensione automatica della luce.

Il circuito mostrato sopra è il dispositivo più semplice per accendere e spegnere un carico a un certo livello di luce. Fotodiodo FD320 Quando la luce lo colpisce, si apre e una certa tensione cade su R1, quando il suo valore è sufficiente per aprire il transistor VT1 - si apre e apre un altro transistor - VT2. Questi due transistor costituiscono un amplificatore di corrente a due stadi, necessario per alimentare la bobina del relè K1.

Il diodo VD2 è necessario per smorzare l'autoinduzione EMF che si forma quando la bobina viene commutata. Uno dei fili del carico è collegato al contatto di alimentazione del relè, quello in alto nello schema (per corrente alternata - fase o zero).

Abbiamo contatti normalmente chiusi e aperti; servono sia per selezionare il circuito da accendere, sia per selezionare se accendere o spegnere il carico dalla rete quando viene raggiunta l'illuminazione richiesta. Il potenziometro R1 è necessario per regolare il dispositivo in modo che funzioni con la quantità di luce richiesta. Maggiore è la resistenza, minore è la luce necessaria per accendere il circuito.

Variazioni di questo circuito vengono utilizzate nella maggior parte dei dispositivi simili, aggiungendo un certo insieme di funzioni se necessario.

Oltre ad accendere il carico leggero, tali fotorilevatori vengono utilizzati in vari sistemi di controllo, ad esempio sui tornelli della metropolitana, le fotoresistenze vengono spesso utilizzate per rilevare l'attraversamento non autorizzato (lepre) del tornello.

In una tipografia, quando una striscia di carta si rompe, la luce colpisce il fotorilevatore e quindi segnala ciò all'operatore. L'emettitore si trova su un lato della carta e il fotorilevatore si trova sul retro. Quando la carta si strappa, la luce proveniente dall'emettitore raggiunge il fotorivelatore.

In alcuni tipi di sistemi di allarme, un emettitore e un fotorilevatore vengono utilizzati come sensori per l'ingresso in una stanza, mentre i dispositivi IR vengono utilizzati per impedire che le radiazioni siano visibili.

Per quanto riguarda lo spettro IR non viene menzionato il ricevitore TV, che riceve i segnali dal LED IR nel telecomando quando si cambia canale. Le informazioni sono codificate in modo speciale e la TV capisce ciò di cui hai bisogno.

Precedentemente le informazioni venivano trasmesse in questo modo attraverso le porte a infrarossi dei telefoni cellulari. La velocità di trasmissione è limitata sia dal metodo di trasmissione seriale che dal principio di funzionamento del dispositivo stesso.

I mouse per computer utilizzano anche la tecnologia relativa ai dispositivi fotoelettronici.

Applicazioni per la trasmissione del segnale nei circuiti elettronici

I dispositivi optoelettronici sono dispositivi che combinano un emettitore e un fotorilevatore in un unico alloggiamento, come quelli sopra descritti. Sono necessari per collegare due circuiti di un circuito elettrico.

Ciò è necessario per l'isolamento galvanico, la trasmissione rapida del segnale e per il collegamento di circuiti CC e CA, come nel caso del controllo di un triac in un circuito 220 V 5 V con un segnale proveniente da un microcontrollore.

Hanno una designazione grafica convenzionale che contiene informazioni sul tipo di elementi utilizzati all'interno del fotoaccoppiatore.

Diamo un'occhiata ad un paio di esempi di utilizzo di tali dispositivi.

Se stai progettando un convertitore a tiristori o triac incontrerai un problema. In primo luogo, se la transizione sull'uscita di controllo si interrompe, si verificherà un potenziale elevato e quest'ultima fallirà. A questo scopo sono stati sviluppati driver speciali con un elemento chiamato optosimistore, ad esempio MOC3041.

Gli alimentatori stabilizzati a commutazione richiedono feedback. Se escludiamo l'isolamento galvanico in questo circuito, se alcuni componenti nel circuito del sistema operativo si guastano, si verificherà un potenziale elevato sul circuito di uscita e l'apparecchiatura collegata fallirà, non sto parlando del fatto che potresti ricevere una scossa elettrica .

In un esempio specifico, si vede l'implementazione di un tale sistema operativo dal circuito di uscita all'avvolgimento di feedback (controllo) del transistor utilizzando un fotoaccoppiatore con la designazione seriale U1.

conclusioni

La foto e l'optoelettronica sono settori molto importanti dell'elettronica, che hanno migliorato significativamente la qualità delle apparecchiature, il loro costo e l'affidabilità. Utilizzando un fotoaccoppiatore, è possibile eliminare l'uso di un trasformatore di isolamento in tali circuiti, riducendo i parametri di peso e dimensioni. Inoltre, alcuni dispositivi semplicemente non possono essere implementati senza tali elementi.

Nella lezione precedente hai imparato come funziona un potenziometro, la cui resistenza cambia a seconda della rotazione della maniglia: l'asta. In questo tutorial imparerai a conoscere una fotoresistenza, che cambia la sua resistenza a seconda della quantità di luce che colpisce il suo elemento sensibile.

Arduino non può interpretare la resistenza stessa perché funziona con la tensione, quindi questo circuito utilizza un partitore di tensione. Il divisore è solitamente costituito da due resistori, nel nostro caso uno dei quali sarà il nostro fotoresistore, e Arduino legge la tensione dal punto medio tra di loro, fornito all'ingresso analogico di Arduino (pin 0). Il divisore emetterà un'alta tensione quando la fotoresistenza riceve molta luce e una bassa tensione quando la fotoresistenza riceve poca luce (oscurità).

In questo tutorial avrai bisogno di:

1.Arduino UNO-1 pz.

2. LED - 1 pz.

3. Resistore 10 Kom. - 1 PC.

4. Resistenza da 200 a 560 Ohm. - 1 PC.

5. Fotoresistore

6. Collegamento dei cavi.

Arduino e fotoresistenza. Schema di collegamento per la lezione n. 6

Scarica la lezione con uno schizzo e una descrizione dettagliata della lezione:

Kit sperimentale ArduinoKit
Scarica il codice del programma per l'esperimento n. 6:

Visualizzazione della lezione creata sul diagramma di layout:

Di conseguenza dovresti vedere LED la cui luminosità sarà aumentare o diminuire in base a quanta luce colpisce la fotoresistenza. Se non cambia la sua luminosità, assicurati che tu assemblato correttamente diagramma. E assicurati che il codice del programma sia caricato sulla scheda Arduino.

Buona fortuna a tutti! Aspettiamo i vostri commenti su ARDUINO LEZIONE 6 - FOTORESISTENZA.

I sensori di luce (illuminazione) costruiti sulla base di fotoresistori vengono spesso utilizzati nei progetti Arduino reali. Sono relativamente semplici, non costosi e facili da trovare e acquistare in qualsiasi negozio online.

La fotoresistenza Arduino consente di controllare il livello di luce e rispondere ai suoi cambiamenti. In questo articolo vedremo cos'è una fotoresistenza, come funziona un sensore di luce basato su di essa e come collegare correttamente il sensore alle schede Arduino.

Una fotoresistenza, come suggerisce il nome, è direttamente correlata ai resistori, che spesso si trovano in quasi tutti i circuiti elettronici. La caratteristica principale di un resistore convenzionale è il valore della sua resistenza. La tensione e la corrente dipendono da questo; utilizzando un resistore impostiamo le modalità operative richieste di altri componenti. Di norma, il valore di resistenza di un resistore praticamente non cambia nelle stesse condizioni operative.

A differenza di un resistore convenzionale, può modificare la sua resistenza a seconda del livello di luce ambientale. Ciò significa che i parametri nel circuito elettronico cambieranno costantemente; prima di tutto, siamo interessati alla caduta di tensione attraverso la fotoresistenza. Registrando queste variazioni di tensione sui pin analogici di Arduino, possiamo cambiare la logica del circuito, creando così dispositivi che si adattano alle condizioni esterne.

I fotoresistori sono utilizzati abbastanza attivamente in un'ampia varietà di sistemi. L'applicazione più comune è l'illuminazione stradale. Se sulla città scende la notte o diventa nuvoloso, le luci si accendono automaticamente. Puoi realizzare una lampadina economica per la casa da una fotoresistenza che si accende non secondo un programma, ma in base all'illuminazione. Puoi anche realizzare un sistema di sicurezza basato su un sensore di luce, che verrà attivato immediatamente dopo l'apertura e l'illuminazione di un armadio chiuso o di una cassaforte. Come sempre, il campo di applicazione dei sensori Arduino è limitato solo dalla nostra immaginazione.

Quali fotoresistenze possono essere acquistate nei negozi online

L'opzione di sensore più popolare e conveniente sul mercato sono i modelli prodotti in serie da aziende cinesi, cloni di prodotti del produttore VT. Per iniziare a lavorare con le fotoresistenze, l'opzione più semplice è abbastanza adatta.

A un utente Arduino alle prime armi può essere consigliato di acquistare un modulo fotografico già pronto simile a questo:

Questo modulo ha già tutti gli elementi necessari per collegare facilmente una fotoresistenza alla scheda Arduino. Alcuni moduli implementano un circuito comparatore e forniscono un'uscita digitale e un resistore di regolazione per il controllo.

Si può consigliare a un radioamatore russo di rivolgersi al sensore PA russo. Disponibili in vendita sono FR1-3, FR1-4, ecc. - sono stati prodotti in epoca sovietica. Ma nonostante ciò, FR1-3 è un dettaglio più accurato. Da ciò deriva la differenza di prezzo: per FR chiedono non più di 400 rubli. FR1-3 costerà più di mille rubli ciascuno.

L'etichettatura moderna dei modelli prodotti in Russia è abbastanza semplice. Le prime due lettere sono PhotoResistor, i numeri dopo il trattino indicano il numero di sviluppo. FR -765 - fotoresistenza, sviluppo 765. Solitamente contrassegnato direttamente sul corpo della parte

Il sensore TV ha un range di resistenza indicato nello schema di marcatura. Per esempio:

• VT83N1 - 12-100kOhm (12K - illuminato, 100K - al buio)
• VT93N2 - 48-500kOhm (48K - illuminato, 100K - al buio).

A volte, per chiarire le informazioni sui modelli, il venditore fornisce un documento speciale del produttore. Oltre ai parametri operativi, lì viene indicata anche la precisione della parte. Tutti i modelli hanno un range di sensibilità nella parte visibile dello spettro. Collezionare sensore di luceÈ necessario comprendere che l'accuratezza dell'operazione è un concetto relativo. Anche per i modelli dello stesso produttore, dello stesso lotto o dello stesso acquisto, la differenza può essere del 50% o più.

In fabbrica, le parti sono sintonizzate su lunghezze d'onda che vanno dalla luce rossa a quella verde. La maggior parte delle persone “vede” anche la radiazione infrarossa. Parti particolarmente precise possono rilevare anche la luce ultravioletta.

Vantaggi e svantaggi del sensore

Lo svantaggio principale dei fotoresistori è la sensibilità dello spettro. A seconda del tipo di luce incidente, la resistenza può variare di diversi ordini di grandezza. Gli svantaggi includono anche la bassa velocità di reazione ai cambiamenti di illuminazione. Se la luce lampeggia, il sensore non ha il tempo di reagire. Se la frequenza di variazione è piuttosto elevata, il resistore generalmente smetterà di "vedere" che l'illuminazione sta cambiando.

I vantaggi includono semplicità e accessibilità. La variazione diretta della resistenza in base alla luce che cade su di essa consente di semplificare il circuito di collegamento elettrico. La fotoresistenza in sé è molto economica, è inclusa in numerosi kit e produttori di Arduino e quindi è disponibile per quasi tutti i produttori di Arduino alle prime armi.

Nei progetti arduino La fotoresistenza viene utilizzata come sensore di luce. Ricevendo informazioni da esso, la scheda può accendere o spegnere i relè, avviare i motori e inviare messaggi. Naturalmente dobbiamo collegare correttamente il sensore.

Lo schema di collegamento del sensore di luce ad Arduino è abbastanza semplice. Se utilizziamo una fotoresistenza, nello schema di collegamento il sensore è implementato come partitore di tensione. Un braccio cambia a seconda del livello di illuminazione, il secondo fornisce tensione all'ingresso analogico. Nel chip del controller, questa tensione viene convertita in dati digitali tramite un ADC. Perché Quando la resistenza del sensore diminuisce quando la luce lo colpisce, diminuirà anche il valore della tensione che lo attraversa.

A seconda del braccio del divisore in cui abbiamo posizionato la fotoresistenza, all'ingresso analogico verrà fornita una tensione aumentata o diminuita. Se un ramo della fotoresistenza è collegato a terra, il valore di tensione massimo corrisponderà all'oscurità (la resistenza della fotoresistenza è massima, quasi tutta la tensione cade ai suoi capi) e il valore minimo corrisponderà a una buona illuminazione (la resistenza è vicino allo zero, la tensione è minima). Se colleghiamo il braccio della fotoresistenza all'alimentazione, il comportamento sarà opposto.

L'installazione della scheda stessa non dovrebbe causare alcuna difficoltà. Poiché la fotoresistenza non ha polarità, può essere collegata da entrambi i lati; può essere saldata alla scheda, collegata con fili utilizzando un circuito stampato o utilizzata con normali clip (pinze a coccodrillo) per il collegamento. La fonte di alimentazione nel circuito è l'Arduino stesso. Fotoresistore una gamba è collegata a terra, l'altra è collegata alla scheda ADC (nel nostro esempio - AO). Colleghiamo una resistenza da 10 kOhm alla stessa gamba. Naturalmente, puoi collegare una fotoresistenza non solo al pin analogico A0, ma anche a qualsiasi altro.

Qualche parola sulla resistenza aggiuntiva da 10 K. Ha due funzioni nel nostro circuito: limitare la corrente nel circuito e generare la tensione richiesta nel circuito con un partitore. La limitazione di corrente è necessaria in una situazione in cui una fotoresistenza completamente illuminata riduce drasticamente la sua resistenza. E la generazione di tensione avviene per valori prevedibili sulla porta analogica. Infatti per il normale funzionamento con le nostre fotoresistenze è sufficiente una resistenza di 1K.

Modificando il valore del resistore possiamo "spostare" il livello di sensibilità sui lati "scuro" e "chiaro". Quindi, 10 K daranno una rapida commutazione dell'inizio della luce. Nel caso di 1K, il sensore di luce rileverà con maggiore precisione livelli di luce elevati.

Se utilizzi un modulo sensore di luce già pronto, il collegamento sarà ancora più semplice. Colleghiamo l'uscita del modulo VCC al connettore 5V sulla scheda, GND a terra. Colleghiamo i pin rimanenti ai connettori Arduino.

Se la scheda ha un'uscita digitale, la inviamo ai pin digitali. Se è analogico, vai all’analogico. Nel primo caso riceveremo un segnale di trigger: il livello di illuminazione è stato superato (la soglia di trigger può essere regolata utilizzando un resistore di regolazione). Dai pin analogici potremo ottenere un valore di tensione proporzionale al livello di illuminazione reale.

Abbiamo collegato il circuito con la fotoresistenza ad Arduino e ci siamo assicurati che tutto fosse fatto correttamente. Ora non resta che programmare il controller.

Scrivere uno schizzo per un sensore di luce è abbastanza semplice. Dobbiamo solo rimuovere il valore della tensione attuale dal pin analogico a cui è collegato il sensore. Questo viene fatto utilizzando la funzione analogRead() che tutti conosciamo. Possiamo quindi eseguire alcune azioni a seconda del livello di luce.

Scriviamo uno schizzo per un sensore di luce che accende o spegne un LED collegato secondo il seguente circuito.

L'algoritmo di funzionamento è il seguente:

• Determinare il livello del segnale dal pin analogico.
• Confrontiamo il livello con il valore di soglia. Il valore massimo corrisponderà all'oscurità, il valore minimo corrisponderà alla massima illuminazione. Scegliamo un valore di soglia pari a 300.
• Se il livello è inferiore alla soglia, è buio, è necessario accendere il LED.
• Altrimenti spegni il LED.

#define PIN_LED 13 #define PIN_PHOTO_SENSOR A0 void setup() ( Serial.begin(9600); pinMode(PIN_LED, OUTPUT); ) void loop() ( int val = analogRead(PIN_PHOTO_SENSOR); Serial.println(val); if ( val< 300) { digitalWrite(PIN_LED, LOW); } else { digitalWrite(PIN_LED, HIGH); } }

#definire PIN_LED 13 #define PIN_PHOTO_SENSOR A0 configurazione nulla() ( Seriale. inizio(9600); ciclo vuoto() ( Seriale. println(val); se (val< 300 ) { scrittura digitale(PIN_LED, BASSO); ) altro ( scrittura digitale(PIN_LED, ALTO);

Coprendo la fotoresistenza (con le mani o con un oggetto a prova di luce), possiamo osservare l'accensione e lo spegnimento del LED. Modificando il parametro della soglia nel codice, possiamo forzare l'accensione/spegnimento della lampadina a diversi livelli di illuminazione.

Durante l'installazione, provare a posizionare la fotoresistenza e il LED il più distanti possibile l'uno dall'altro in modo che meno luce proveniente dal LED luminoso cada sul sensore di luce.

Sensore di luce e variazione graduale della luminosità della retroilluminazione

È possibile modificare il progetto in modo che la luminosità del LED cambi a seconda del livello di illuminazione. Aggiungeremo le seguenti modifiche all'algoritmo:

• Cambieremo la luminosità della lampadina tramite PWM, inviando valori da 0 a 255 al pin con il LED utilizzando analogWrite().
• Per convertire il valore digitale del livello di luce dal sensore di luce (da 0 a 1023) nell'intervallo PWM della luminosità del LED (da 0 a 255), utilizzeremo la funzione map().

Esempio di schizzo:

#define PIN_LED 10 #define PIN_PHOTO_SENSOR A0 void setup() ( Serial.begin(9600); pinMode(PIN_LED, OUTPUT); ) void loop() ( int val = analogRead(PIN_PHOTO_SENSOR); Serial.println(val); int ledPower = map(val, 0, 1023, 0, 255); // Converte il valore risultante nel livello del segnale PWM. Più basso è il valore di illuminazione, minore è la potenza che dobbiamo fornire al LED tramite PWM. analogWrite(PIN_LED, ledPower) ; // Cambia luminosità)

#definire PIN_LED 10 #define PIN_PHOTO_SENSOR A0 configurazione nulla() ( Seriale. inizio(9600); pinMode(PIN_LED, USCITA); ciclo vuoto() ( int val = analogRead(PIN_PHOTO_SENSOR); Seriale. println(val); int ledPower = mappa (val, 0, 1023, 0, 255); // Converte il valore risultante nel livello del segnale PWM. Più basso è il valore di illuminamento, minore è la potenza che dobbiamo fornire al LED tramite PWM. analogWrite(PIN_LED, ledPower); // Cambia la luminosità

Nel caso di un altro metodo di connessione, in cui il segnale proveniente dalla porta analogica è proporzionale al grado di illuminazione, sarà necessario inoltre “invertire” il valore sottraendolo dal massimo:

int val = 1023 – analogRead(PIN_PHOTO_RESISTOR);

1. Fototoresist: http://ali.ski/5GDvP7
2. Diodi e resistori: http://fas.st/KK7DwjyF
3. Scheda di sviluppo: http://ali.ski/rq8wz8
4. Arduino uno: http://ali.ski/gC_mOa

In questo tutorial collegheremo una fotoresistenza ad Arduino. che controllerà il LED integrato.

Fotoresistenza: la resistenza delle fotoresistenze diminuisce se esposta alla luce e aumenta al buio. Le fotoresistenze sono facili da usare, ma reagiscono piuttosto lentamente ai cambiamenti dei livelli di luce e hanno un'efficienza molto bassa. precisione. In genere, la resistenza dei fotoresistori può variare da 50 ohm alla luce del giorno a più di 10 megaohm al buio.

Collegheremo la fotoresistenza stessa a terra tramite una resistenza da 10 kOhm e collegheremo la stessa gamba al pin analogico A0 di Arduino, la seconda gamba della fotoresistenza sarà collegata all'Arduino da 5 volt. Tutto questo è chiaramente mostrato nel diagramma all'inizio dell'articolo.

Dopo aver collegato correttamente la fotoresistenza ad Arduino, devi copiare il codice seguente, incollarlo nel programma IDE di Arduino e caricare tutto questo codice di programma in Arduino.

Pin Fotosensore Int = A0; //Indica il pin a cui è collegata la Fotoresistenza unsigned int sensorValue = 0; //Dichiara una variabile per memorizzare valori. void setup() ( pinMode(13, OUTPUT); Serial.begin(9600); ) void loop() ( sensorValue = analogRead(PhotosensorPin); // Legge i valori dalla fotoresistenza if(sensorValue<700) digitalWrite(13, HIGH); //Включаем else digitalWrite(13, LOW); // Выключаем Serial.print(sensorValue, DEC); //Вывод данных с фоторезистора (0-1024) Serial.println(""); delay(500); }

Dopo aver caricato il codice del programma in Arduino, è necessario aprire il monitor della porta.

Ora, se la luce cade sulla fotoresistenza e il LED incorporato è spento, coprite la fotoresistenza con la mano e vedrete che ad un certo punto il LED si accenderà! È inoltre possibile vedere le modifiche nel valore della fotoresistenza nel monitor della porta.

Una dimostrazione di come funziona la fotoresistenza può essere vista nel video qui sotto.

Video: