Arduino中文教程----认识光线传感器并制作光控LED

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。

  

• 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

  

• 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);
  }
  
  

• 编译并上传程序测试效果

  

Curriculum

• Arduino中文教程----实现指令控制电灯开关

• Arduino中文教程---认识Arduino的串口并编写程序操作串口
• Arduino中文教程---认识HC-SR501模块并制作人体感应LED
• Arduino中文教程---认识模拟输入并制作声控电灯
• Arduino中文教程---DIY一个按钮电灯
• Arduino中文教程---初识Arduino并点亮第一个LED

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