Arduino基础入门篇11—光控灯

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。

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。

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：

   

   实验原理图

   实物连接图如下图所示：

   

   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。

    /*
       AutoLed
       通过光敏电阻检测环境光，进而控制LED灯亮度
    */
    
    int ledPin = 10;
    
    int sensorValue = 0; //保存读到的传感器模拟值
    int ledValue = 0;  //保存LED灯占空比
    
    void setup()
    {
      pinMode(ledPin, OUTPUT);     //数字口要选择带~号的具有pwm功能的输出口
    }
    
    void loop()
    {
      sensorValue = analogRead(A0);     //读取A0模拟口的数值
      ledValue = map(sensorValue, 400, 800, 0, 200); //将400到800之间的数据映射成0到200之间的数据
      analogWrite(ledPin, ledValue);   //PWM控制LED灯亮度
      delay(100);
    }
   

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。

   

   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。

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。