Arduino教程09 感光灯 「DFR0100 」
【本篇课程内容于 2024年11月14日更新】>本系教程配套硬件套件：【新版】Arduino入门套件 DFR0100
这个项目中将介绍一个新元件——光敏电阻。从名字可以看出，这个元件是依赖光作用的。在黑暗的环境中，光敏电阻具有非常高阻值的电阻。光线越强，电阻值反而越低。通过读取这个电阻值，就可以检查光线的亮暗了。我们这里选用的是光敏二极管，光敏二极管其实就是光敏电阻中的一种，只是它还具有正负极性。 我们这次做的这个非常好玩，叫做感光灯。它能随着光线明暗而选择是否亮灯。这个光感灯非常适合用做夜晚使用的小夜灯。晚上睡觉的时候，家中灯关掉后，感光灯感觉到周围环境变暗了，就自动亮起。到了白天，天亮后，感光灯就又恢复到关闭的状态了。
元件清单
硬件连接LED灯还是和以往一样的接法。而光敏二极管是有正负极的，和LED一样，也是遵循长脚（-），短脚（+）的原则（在下方连接图中左侧为负极，右侧为正极）。还需注意的与光敏二极管相连的电阻是10k，而不是220Ω。
图 1 感光灯连线图
示例代码
样例代码：
//项目 – 感光灯
int LED = 13; //设置LED灯为数字引脚13
int val = 0; //设置模拟引脚0读取光敏二极管的电压值
void setup(){
pinMode(LED,OUTPUT); // LED为输出模式
Serial.begin(9600); // 串口波特率设置为9600
}
void loop(){
val = analogRead(0); // 读取电压值0~1023
Serial.println(val); // 串口查看电压值的变化
if(val<1000){ // 一旦小于设定的值，LED灯关闭
digitalWrite(LED,LOW);
}else{ // 否则LED亮起
digitalWrite(LED,HIGH);
}
delay(10); // 延时10ms
}
下载完代码后，LED灯会亮起，这时，你需要拿一个手电筒照你的光敏二极管（用手机后置摄像头的闪光灯应该也可以），这时你会发现LED灯神奇般的自动熄灭。但是，一旦你的手电筒移开，LED灯又再次亮起。
代码回顾
这段代码想必你一定能看的懂了吧？我就简单说一下可能不明白的地方。我们之前在项目【温度报警器】中讲LM35温度传感器的时候，也用到了模拟口读取。强调了模拟量不需要设置pinMode()输入输出模式。这里，也是同样用模拟口用来读取光敏二极管的模拟值。一旦有光照射，读出的模拟值就会减小，这里设定的上限值是1000。这个值可以按你需要的亮度来选取。选取方法：先把整个装置放在你想让LED关闭的一个环境下，然后打开串口，查看串口显示的值，把这个值替换掉代码中的1000。从串口读值，是调试代码一种很好的方法。
硬件回顾
光敏二极管这里接触了一种新元件——光敏器件。这类器件都是将光信号变成电信号的特殊电子元件。元件内部有特殊的光导材料，外部用塑料或者玻璃封装。光线照射在这类光导材料上时，光敏器件的电阻值就会迅速变小。光敏元件有很多，光敏电阻，光敏二极管，光敏三极管等等。不过原理是差不多的。我们这里选用的是光敏二极管。光敏二极管其实是光敏电阻中的一种。所谓二极管，就是有正负极的，所以在连线的时候也要注意正负极。 光敏电阻在黑暗的环境中，具有非常高阻值的电阻。光线越强，电阻值反而越低。随着两端电阻值的减小，电压也就相应减小（从模拟口读到的值也就变小，模拟口0~1023的值对应是0~5V的电压值）。 那电压为什么会减小呢？那就要用到我们初中学的物理知识——分压原理。让我们看一个典型的分压电路，看看它是如何工作的。（图2）
图 2 分压电路图 输入电压Vin（我们这里也就是5V），连在两个电阻上，只测量通过电阻R2的电压Vout，其电压将小于输入电压。计算R2两端的Vout电压公式如下图所示。（图3）
图 3 分压公式
在我们这项目中，R1代表的就是10k电阻，R2代表的就是光敏二极管。本来R2在黑暗中，值很大很大，所以Vout也就很大，接近5V。一旦有光线照射的话，R2的值就会迅速减小，所以Vout也就随之减小了，读取的电压值就小。通过上面这个公式可以看出，R1选取不能太小，最好在1k~10k左右，否则比值变化不明显。
示例代码
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学习中 youyu3515 发表于 2014-8-6 21:33
学习中
有问题欢迎随时交流~ 感觉教程有个错误。
光电二极管应该反接， 即正极对GND，负极对5v。
“没有光照的时候，它有很小的饱和反向漏电流，也就是我们所说的暗电流。当受到光照的时候，里面的饱和反向漏增大，形成光电流,电流的强度随入射光强度的变化而变化”
google一下光敏电阻的实例电路，也都是反接的。
亲测之后反接的确在室内较暗的光照下面灵敏度更高。
学习了 您好！看了您的帖子觉得受益匪浅，作为小白，还是有很多不懂得地方，冒昧想您请教。最近在做apds9960手势传感器相关的内容，不懂得它的原理也不知道该如何用arduino控制，不知道您有没有相关的资料？？希望得到您的回复，万分感谢！ 芝士就是力量 发表于 2018-5-31 09:24
您好！看了您的帖子觉得受益匪浅，作为小白，还是有很多不懂得地方，冒昧想您请教。最近在做apds9960手势传 ...
看到论坛是上有另外一位小伙伴在玩这个传感器，希望对你有帮助
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-24805-1-1.html 学习中 完习了！完习了！完习了！ 请问有没有公式可以转换将电压转换成光强？ 太好了！ LeSoleil 发表于 2019-7-17 09:18
太好了！
很好 1528 发表于 2019-1-29 08:37
完习了！完习了！完习了！
学习完 大神，我是小白。我将LED换成RGB LED，用光敏电阻，灯只显示为白色。可以帮我看看我的电路和代码哪有问题吗？谢谢啦！ ZXM 发表于 2022-1-28 23:11
大神，我是小白。我将LED换成RGB LED，用光敏电阻，灯只显示为白色。可以帮我看看我的电路和代码哪有问题吗 ...
问题在于你的loop中先调用了colorRGB函数显示了一个随机色彩，又向每个颜色对应的引脚写入了LOW或HIGH，colorRGB其实没效果
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