ოპტიკური სენსორები. ფოტორეზისტორები MK სქემებში. როგორ გამოვიყენოთ ფოტორეზისტორები, ფოტოდიოდები და ფოტოტრანზისტორები ქუჩის განათების ფოტორეზისტორი Arduino-ზე

  1. ფოტორეზისტი: http://ali.ski/5GDvP7
  2. დიოდები და რეზისტორები: http://fas.st/KK7DwjyF
  3. განვითარების დაფა: http://ali.ski/rq8wz8
  4. Arduino uno: http://ali.ski/gC_mOa

ამ გაკვეთილში ჩვენ დავუკავშირებთ ფოტორეზისტორს Arduino-ს. რომელიც გააკონტროლებს ჩაშენებულ LED-ს.

ფოტორეზისტორი: ფოტორეზისტორების წინააღმდეგობა მცირდება სინათლის ზემოქმედებისას და იზრდება სიბნელეში. ფოტორეზისტორები მარტივი გამოსაყენებელია, მაგრამ საკმაოდ ნელა რეაგირებენ სინათლის დონის ცვლილებებზე და აქვთ ძალიან დაბალი ეფექტურობა. სიზუსტე. როგორც წესი, ფოტორეზისტორების წინააღმდეგობა შეიძლება განსხვავდებოდეს 50 ohms-დან დღის შუქზე 10 მეგოჰმზე მეტ სიბნელეში.

თავად ფოტორეზისტორის დავუკავშირებთ მიწას 10 kOhm რეზისტორის საშუალებით და იმავე ფეხს დავაკავშირებთ Arduino ანალოგურ პინ A0-ს, ფოტორეზისტორის მეორე ფეხი შეუერთდება 5 ვოლტ Arduino-ს. ეს ყველაფერი ნათლად არის ნაჩვენები სტატიის დასაწყისში დიაგრამაში.

ფოტორეზისტორის Arduino-სთან სწორად შეერთების შემდეგ, თქვენ უნდა დააკოპიროთ ქვემოთ მოცემული კოდი, ჩასვით Arduino ide პროგრამაში და ჩატვირთოთ მთელი ეს პროგრამის კოდი Arduino-ში.

Int PhotosensorPin = A0; //მიუთითეთ პინი, რომელზეც არის მიერთებული ფოტორეზისტორი unsigned int sensorValue = 0; //ცვლადის გამოცხადება მნიშვნელობების შესანახად. void setup() ( pinMode(13, OUTPUT); Serial.begin(9600); ) void loop() (sensorValue = analogRead(PhotosensorPin); // წაიკითხეთ მნიშვნელობები ფოტორეზისტორიდან 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); }

პროგრამის კოდის Arduino-ში ჩატვირთვის შემდეგ, თქვენ უნდა გახსნათ პორტის მონიტორი.

ახლა, თუ შუქი დაეცემა ფოტორეზისტორს და ჩაშენებული LED გამორთულია, დააფარეთ ფოტორეზისტორს ხელით და ნახავთ, რომ რაღაც მომენტში LED ჩაირთვება! თქვენ ასევე შეგიძლიათ იხილოთ მნიშვნელობის ცვლილებები ფოტორეზისტორიდან პორტის მონიტორზე.

იმის დემონსტრირება, თუ როგორ მუშაობს ფოტორეზისტორი, შეგიძლიათ იხილოთ ქვემოთ მოცემულ ვიდეოში.

ვიდეო:

სინათლის სენსორი არის მოწყობილობა, რომელიც საშუალებას აძლევს ჩვენს მოწყობილობას შეაფასოს სინათლის დონე. რატომ არის საჭირო ასეთი სენსორი? მაგალითად, ქუჩის განათების სისტემისთვის ნათურები ჩართოთ მხოლოდ მაშინ, როცა ქალაქში ღამე მოდის. სინათლის სენსორების კიდევ ერთი გამოყენებაა ლაბირინთში მოძრავი რობოტისთვის დაბრკოლებების აღმოჩენა. ან ხაზის აღმოჩენა რობოტული ტრეკერით (LineFollower). მაგრამ ამ ორ შემთხვევაში, სპეციალური სინათლის წყარო გამოიყენება სინათლის სენსორთან ერთად. დავიწყებთ მარტივი მაგალითით და ერთ-ერთ ყველაზე გავრცელებულ სენსორს - ფოტორეზისტორის - Arduino Uno მიკროკონტროლერს დავუკავშირებთ. როგორც სახელი გვთავაზობს, ფოტორეზისტორი არის რეზისტორი, რომელიც ცვლის თავის წინააღმდეგობას მასზე დაცემის სინათლის მიხედვით. ეს რადიო ელემენტი ასე გამოიყურება: ფოტორეზისტორები განსხვავდება წინააღმდეგობის დიაპაზონში. Მაგალითად:

  • VT83N1 - 12-100 kOhm;
  • VT93N2 - 48-500 kOhm.
ეს ნიშნავს, რომ სიბნელეში ფოტორეზისტორის წინააღმდეგობა არის 12 kOhm, ხოლო გარკვეული საცდელი განათების პირობებში ეს არის 100 kOhm. კონკრეტულად ამ LED-ების შემთხვევაში, სატესტო განათებას ჰქონდა შემდეგი პარამეტრები: განათება -10 ლუქსი და ფერის სითბო - 2856K. ფოტორეზისტორის გარდა, სინათლის სენსორები ხშირად იყენებენ ფოტოდიოდს და ფოტოტრანსისტორს. ორივე ტიპიურ LED-ებს ჰგავს:

1. კავშირი

იმისათვის, რომ დააკავშიროთ ჩვენი ფოტორეზისტორი Arduino Uno-სთან, დაგჭირდებათ გახსოვდეთ. ყოველივე ამის შემდეგ, ფოტორეზისტორის მიკროსქემის გამომავალზე მივიღებთ გარკვეულ ძაბვას, 0-დან 5 ვოლტამდე დიაპაზონში, რომელიც დაგვჭირდება გადავაქციოთ ძალიან კონკრეტულ რიცხვად, რომლითაც უკვე იმუშავებს მიკროკონტროლერის პროგრამა. იმის გათვალისწინებით, რომ Arduino Uno-ს აქვს 6 ანალოგური შეყვანა A0-A5 ფეხებზე, ჩვენ ვუერთებთ ფოტორეზისტორს შემდეგი სქემის მიხედვით:

განლაგების გარეგნობა


ნახეთ რა მოხდა. ჩვენ უბრალოდ ავაშენეთ ჩვეულებრივი ძაბვის გამყოფი, რომლის ზედა მკლავი შეიცვლება ფოტორეზისტორზე სინათლის ინციდენტის დონის მიხედვით. ქვედა მხრიდან აღებულ ძაბვას ვიყენებთ ანალოგურ შეყვანაზე, რომელიც მას რიცხვად გარდაქმნის 0-დან 1024-მდე.

2. პროგრამა

ფოტორეზისტორის მარტივი მიკროსქემის მიხედვით დაკავშირების შემდეგ, ჩვენ ვიწყებთ პროგრამის დაწერას. პირველი, რასაც ჩვენ გავაკეთებთ, არის ნედლი სიგნალის გამოტანა ანალოგური შეყვანიდან სერიულ პორტში, რათა უბრალოდ გავიგოთ, თუ როგორ იცვლება მნიშვნელობა A0 შეყვანისას. შესაბამისი პროგრამა ასე გამოიყურება: const int pinPhoto = A0; int raw = 0; void setup() ( Serial.begin(9600); pinMode(pinPhoto, INPUT); ) void loop() (raw = analogRead(pinPhoto); Serial.println(raw); delay(200); ) ამ პროგრამის ჩვენთან გაშვება hackspace-ში სენსორისგან მივიღეთ შემდეგი მნიშვნელობები:
ახლა მოდით დავფაროთ სენსორი ჩვენი ხელით:
ჩანს, რომ ღირებულება მნიშვნელოვნად იცვლება. პირდაპირი შუქის შემთხვევაში 830-დან, დაჩრდილვისას 500-მდე (სინათლის გზაზე დაბრკოლების გამოჩენა). ამ ქცევის ცოდნა, ჩვენ შეგვიძლია რიცხობრივად განვსაზღვროთ გამომწვევი ბარიერი. დაე ტოლი იყოს, ვთქვათ, 600. არა ზუსტად 500, რადგან გვინდა დავიცვათ თავი შემთხვევითი გააქტიურებისგან. უეცრად ბუზი დაფრინავს სენსორზე - ის ოდნავ დაჩრდილდება და აჩვენებს 530-ს. ბოლოს პროგრამას დავამატებთ რამდენიმე მოქმედებას, რომელიც შესრულდება, თუ სინათლის დონე დაეცემა მოცემულ ზღურბლს ქვემოთ. უმარტივესი რაც შეგვიძლია გავაკეთოთ არის სტანდარტული LED #13-ის განათება Arduino-ზე. შედეგი არის ასეთი პროგრამა: const int pinPhoto = A0; const int led = 13; int raw = 0; void setup() ( pinMode(pinPhoto, INPUT); pinMode(led, OUTPUT); ) void loop() (raw = analogRead(pinPhoto); if(raw< 600) digitalWrite(led, HIGH); else digitalWrite(led, LOW); delay(200); } Накрываем датчик рукой (или выключаем свет в комнате) — светодиод зажигается. Убираем руку — гаснет. Работает, однако. А теперь представьте, что вы зажигаете не светодиод, а подаете сигнал на реле, которое включает лампу в подъезде вашего дома. Получаеся готовый прибор для экономии электроэнергии. Или ставите такой датчик на робота, и он при наступлении ночи ложится спать вместе с вами 🙂 В общем, как говорил профессор Фарнсворт, у датчика света тысяча и одно применение!

ბინაში, სახლში ან ქუჩაში განათების მიწოდების ავტომატიზაცია მიიღწევა ფოტორელეების გამოყენებით. თუ სწორად არის კონფიგურირებული, აინთებს შუქს, როცა ბნელდება და გამოირთვება დღის საათებში. თანამედროვე მოწყობილობები შეიცავს პარამეტრს, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დააყენოთ ტრიგერი სინათლის დონის მიხედვით. ისინი "ჭკვიანი სახლის" სისტემის განუყოფელი ნაწილია, რომლებიც იღებენ მფლობელების პასუხისმგებლობის მნიშვნელოვან ნაწილს. ფოტორელეს წრე უპირველეს ყოვლისა შეიცავს რეზისტორს, რომელიც ცვლის წინააღმდეგობას სინათლის გავლენის ქვეშ. ადვილია საკუთარი ხელით აწყობა და კონფიგურაცია.

ოპერაციული პრინციპი

ფოტო რელეს კავშირის დიაგრამა მოიცავს სენსორს, გამაძლიერებელს და ფოტოგამტარს PR1 ცვლის წინააღმდეგობას სინათლის გავლენის ქვეშ. ამავე დროს, იცვლება მასში გამავალი ელექტრული დენის სიდიდე. სიგნალი გაძლიერებულია კომპოზიციური ტრანზისტორი VT1, VT2 (დარლინგტონის წრე) და მისგან მიდის აქტივატორზე, რომელიც არის K1.

სიბნელეში, ფოტოსენსორის წინააღმდეგობა რამდენიმე mOhms-ია. სინათლის გავლენის ქვეშ ის მცირდება რამდენიმე kOhm-მდე. ამ შემთხვევაში, ტრანზისტორები VT1, VT2 იხსნება, ჩართავს K1 რელეს, რომელიც აკონტროლებს დატვირთვის წრეს K1.1 კონტაქტის საშუალებით. დიოდი VD1 არ იძლევა თვითინდუქციური დენის გავლის საშუალებას, როდესაც რელე გამორთულია.

მიუხედავად მისი სიმარტივისა, ფოტო სარელეო წრე ძალიან მგრძნობიარეა. საჭირო დონეზე დასაყენებლად გამოიყენება რეზისტორი R1.

მიწოდების ძაბვა შეირჩევა რელეს პარამეტრების მიხედვით და არის 5-15 ვ. გრაგნილის დენი არ აღემატება 50 mA-ს. თუ საჭიროა მისი გაზრდა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას უფრო ძლიერი ტრანზისტორები და რელეები. ფოტო რელეს მგრძნობელობა იზრდება მიწოდების ძაბვის გაზრდით.

ფოტორეზისტორის ნაცვლად, შეგიძლიათ დააინსტალიროთ ფოტოდიოდი. თუ საჭიროა გაზრდილი მგრძნობელობის სენსორი, გამოიყენება სქემები ფოტოტრანზისტორებით. მათი გამოყენება მიზანშეწონილია ელექტროენერგიის დაზოგვის მიზნით, რადგან ჩვეულებრივი მოწყობილობის რეაგირების მინიმალური ლიმიტი არის 5 ლუქსი, როდესაც ირგვლივ არსებული ობიექტები ჯერ კიდევ გამოირჩევა. 2 ლუქსის ბარიერი შეესაბამება ღრმა ბინდის, რის შემდეგაც სიბნელე დგება 10 წუთის შემდეგ.

მიზანშეწონილია გამოიყენოთ ფოტო რელე, თუნდაც ხელით განათების კონტროლით, რადგან შეგიძლიათ დაივიწყოთ შუქის გამორთვა და სენსორი დამოუკიდებლად "იზრუნებს" ამაზე. მარტივი ინსტალაციაა და ფასიც საკმაოდ ხელმისაწვდომი.

ფოტოცელტების მახასიათებლები

ფოტო რელეს არჩევანი განისაზღვრება შემდეგი ფაქტორებით:

  • ფოტოცელური მგრძნობელობა;
  • მიწოდების ძაბვა;
  • გადართვის ძალა;
  • გარე გარემო.

მგრძნობელობა ხასიათდება, როგორც მიღებული ფოტოდინების თანაფარდობა გარე სინათლის ნაკადთან და იზომება μA/lm-ში. ეს დამოკიდებულია სიხშირეზე (სპექტრულ) და სინათლის ინტენსივობაზე (ინტეგრალზე). ყოველდღიურ ცხოვრებაში განათების გასაკონტროლებლად, მნიშვნელოვანია ბოლო მახასიათებელი, რაც დამოკიდებულია მთლიან მანათობელ ნაკადზე.

ნომინალური ძაბვა შეგიძლიათ იხილოთ მოწყობილობის კორპუსზე ან თანდართულ დოკუმენტში. უცხოური წარმოების მოწყობილობებს შეიძლება ჰქონდეთ მიწოდების ძაბვის განსხვავებული სტანდარტები.

მის კონტაქტებზე დატვირთვა დამოკიდებულია ნათურების სიმძლავრეზე, რომლებთანაც დაკავშირებულია ფოტო რელე. განათების ფოტო სარელეო სქემებს შეუძლიათ უზრუნველყონ ნათურების პირდაპირი გადართვა სენსორული კონტაქტების საშუალებით ან დამწყებთათვის, როდესაც დატვირთვა მაღალია.

გარეთ, ბინდის შეცვლა მოთავსებულია დალუქული გამჭვირვალე საფარის ქვეშ. ის უზრუნველყოფს დაცვას ტენიანობისა და ნალექებისგან. ცივ პერიოდში მუშაობისას გამოიყენება გათბობა.

ქარხნულად დამზადებული მოდელები

ადრე ფოტო სარელეო წრე აწყობილი იყო ხელით. ახლა ეს არ არის საჭირო, რადგან მოწყობილობები უფრო იაფი გახდა და ფუნქციონირება გაფართოვდა. ისინი გამოიყენება არა მხოლოდ გარე ან შიდა განათებისთვის, არამედ მცენარეთა მორწყვის კონტროლისთვის, ვენტილაციის სისტემებისთვის და ა.შ.

1. ფოტორელე FR-2

ქარხნული წარმოების მოდელები ფართოდ გამოიყენება ავტომატიზაციის მოწყობილობებში, მაგალითად, ქუჩის განათების გასაკონტროლებლად. ხშირად შეგიძლიათ იხილოთ დღის განმავლობაში ანთებული განათება, რომლის გამორთვაც დაგავიწყდათ. ფოტო სენსორებით, არ არის საჭირო განათების ხელით კონტროლი.

ინდუსტრიულად წარმოებული ფოტო სარელეო წრე fr-2 გამოიყენება ქუჩის განათების ავტომატური კონტროლისთვის. რელე K1 ასევე აქ არის. FSK-G1 ფოტორეზისტორი R4 და R5 რეზისტორებით უკავშირდება ტრანზისტორი VT1-ის ბაზას.

ელექტროენერგიის მიწოდება ხდება ერთფაზიანი 220 V ქსელიდან. როდესაც განათება დაბალია, FSK-G1-ის წინააღმდეგობა დიდია და VT1-ზე დაფუძნებული სიგნალი არ არის საკმარისი მის გასახსნელად. შესაბამისად, ტრანზისტორი VT2 ასევე დახურულია. რელე K1 ენერგიულია და მისი ოპერაციული კონტაქტები დახურულია, ნათურების განათების შენარჩუნება.

როდესაც განათება იზრდება სამუშაო ზღურბლამდე, ფოტორეზისტორის წინააღმდეგობა მცირდება და იხსნება, რის შემდეგაც რელე K1 გამორთულია, ხსნის ელექტრომომარაგების წრეს ნათურებისთვის.

2. ფოტორელეს სახეები

მოდელების არჩევანი საკმარისად დიდია, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ სწორი:

  • დისტანციური სენსორით, რომელიც მდებარეობს პროდუქტის კორპუსის გარეთ, რომელსაც უკავშირდება 2 მავთული;
  • Lux 2 - მოწყობილობა მაღალი საიმედოობითა და ხარისხის დონით;
  • ფოტო რელე 12 ვ დენის მიწოდებით და არა მაღალი დატვირთვით;
  • მოდული DIN რელსზე დამონტაჟებული ტაიმერით;
  • შიდა მწარმოებლის IEC მოწყობილობები მაღალი ხარისხითა და ფუნქციონირებით;
  • AZ 112 - ავტომატური მანქანა მაღალი მგრძნობელობით;
  • ABB, LPX არის ევროპული ხარისხის მოწყობილობების საიმედო მწარმოებლები.

ფოტო რელეს დაკავშირების მეთოდები

სენსორის შეძენამდე, თქვენ უნდა გამოთვალოთ ნათურების მიერ მოხმარებული სიმძლავრე და აიღოთ იგი 20% ზღვარით. მნიშვნელოვანი დატვირთვით, ქუჩის ფოტო რელეს წრე ითვალისწინებს ელექტრომაგნიტური დამწყებლის დამატებით ინსტალაციას, რომლის გრაგნილი უნდა ჩართოთ ფოტო რელეს კონტაქტებით და ჩართოთ დატვირთვა დენის კონტაქტებით.

ეს მეთოდი იშვიათად გამოიყენება სახლში.

ინსტალაციამდე მოწმდება მიწოდების ძაბვა ~220 ვ. შეერთება ხდება ამომრთველიდან. ფოტო სენსორი დამონტაჟებულია ისე, რომ ფანრის შუქი არ დაეცემა მასზე.

მოწყობილობა იყენებს ტერმინალებს სადენების დასაკავშირებლად, რაც აადვილებს ინსტალაციას. თუ ისინი აკლია, გამოიყენება დამაკავშირებელი ყუთი.

მიკროპროცესორების გამოყენების წყალობით, ფოტო რელეს სხვა ელემენტებთან კავშირის დიაგრამამ ახალი ფუნქციები შეიძინა. მოქმედების ალგორითმს დაემატა ტაიმერი და მოძრაობის სენსორი.

მოსახერხებელია, როდესაც ნათურები ავტომატურად ირთვება, როდესაც ადამიანი გადის სადესანტო ან ბაღის ბილიკის გასწვრივ. უფრო მეტიც, ოპერაცია ხდება მხოლოდ სიბნელეში. ტაიმერის გამოყენების გამო, ფოტორელე არ რეაგირებს გამვლელი მანქანების ფარებზე.

მოძრაობის სენსორით ტაიმერის უმარტივესი კავშირის დიაგრამა არის სერიული. ძვირადღირებული მოდელებისთვის შემუშავებულია სპეციალური პროგრამირებადი სქემები, რომლებიც ითვალისწინებენ სხვადასხვა ოპერაციულ პირობებს.

ფოტო რელე ქუჩის განათებისთვის

ფოტო რელეს დასაკავშირებლად, წრე გამოიყენება მის სხეულზე. ის შეგიძლიათ იხილოთ მოწყობილობის დოკუმენტაციაში.

მოწყობილობიდან სამი მავთული გამოდის.

  1. ნეიტრალური გამტარი - გავრცელებულია ნათურებისთვის და ფოტორელეებისთვის (წითელი).
  2. ფაზა - დაკავშირებულია მოწყობილობის შესასვლელთან (ყავისფერი).
  3. პოტენციური დირიჟორი ფოტორელედან ნათურებამდე ძაბვის მიწოდებისთვის (ლურჯი).

მოწყობილობა მუშაობს ფაზის შეწყვეტის ან ფაზის გადართვის პრინციპით. ფერის ნიშნები შეიძლება განსხვავდებოდეს მწარმოებლისგან მწარმოებლისგან. თუ ქსელში არის დამიწების გამტარი, ის არ არის დაკავშირებული მოწყობილობასთან.

ჩაშენებული სენსორის მქონე მოდელებში, რომელიც განლაგებულია გამჭვირვალე კორპუსის შიგნით, ქუჩის განათება მუშაობს ავტონომიურად. თქვენ უბრალოდ უნდა მიაწოდოთ მას ენერგია.

დისტანციური სენსორების მქონე ოფციები გამოიყენება, როდესაც ფოტო რელეს ელექტრონული შინაარსი მოხერხებულად არის განთავსებული მართვის პანელში სხვა მოწყობილობებთან ერთად. მაშინ არ არის საჭირო ცალკე ინსტალაცია, დენის გაყვანილობა და სიმაღლეზე შენარჩუნება. ელექტრონული ერთეული მოთავსებულია შენობაში, ხოლო სენსორი იღება გარეთ.

ქუჩის განათების ფოტო რელეს მახასიათებლები: დიაგრამა

ფოტო რელეს გარეთ დაყენებისას საჭიროა გავითვალისწინოთ რამდენიმე ფაქტორი.

  1. მიწოდების ძაბვის ხელმისაწვდომობა და კონტაქტებისა და დატვირთვის შესატყვისი სიმძლავრე.
  2. დაუშვებელია მოწყობილობების დაყენება აალებადი მასალების მახლობლად და აგრესიულ გარემოში.
  3. მოწყობილობის ბაზა მდებარეობს ბოლოში.
  4. სენსორის წინ არ უნდა იყოს მოძრავი ობიექტები, როგორიცაა ხის ტოტები.

მავთულები დაკავშირებულია გარე შეერთების ყუთით. იგი ფიქსირდება ფოტო რელესთან.

ფოტო რელეს შერჩევა

  1. რეაგირების ბარიერის რეგულირების შესაძლებლობა საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ სენსორის მგრძნობელობა წელიწადის დროიდან ან მოღრუბლული ამინდის მიხედვით. შედეგი არის ენერგიის დაზოგვა.
  2. ჩაშენებული მგრძნობიარე ელემენტით ფოტო რელეს დაყენებისას საჭიროა მინიმალური შრომის ხარჯები. ეს არ საჭიროებს რაიმე განსაკუთრებულ უნარებს.
  3. ტაიმერის რელე კარგად არის პროგრამირებადი მისი საჭიროებებისთვის და დაყენებულ რეჟიმში მუშაობისთვის. შეგიძლიათ დააყენოთ მოწყობილობა ღამით გამორთვაზე. მოწყობილობის კორპუსზე მითითება და ღილაკზე დაჭერა აადვილებს პარამეტრებს.

დასკვნა

ფოტო რელეს გამოყენება საშუალებას გაძლევთ ავტომატურად აკონტროლოთ ნათურის ჩართვის პერიოდი. ახლა აღარ არის საჭირო გახდეს ნათურა. ფოტორელეის წრე, ადამიანის ჩარევის გარეშე, საღამოობით ანთებს ქუჩების განათებებს და დილით თიშავს. მოწყობილობებს შეუძლიათ განათების სისტემის კონტროლი, რაც ზრდის მის რესურსს და აადვილებს მუშაობას.

სინათლის სენსორები (განათება), რომლებიც აგებულია ფოტორეზისტორების საფუძველზე, საკმაოდ ხშირად გამოიყენება რეალურ Arduino პროექტებში. ისინი შედარებით მარტივია, არ არის ძვირი და ადვილად იპოვით და იყიდით ნებისმიერ ონლაინ მაღაზიაში. Arduino ფოტორეზისტორი საშუალებას გაძლევთ აკონტროლოთ განათების დონე და უპასუხოთ მის ცვლილებებს. ამ სტატიაში განვიხილავთ რა არის ფოტორეზისტორი, როგორ მუშაობს მასზე დაფუძნებული სინათლის სენსორი და როგორ სწორად დააკავშიროთ სენსორი Arduino დაფებთან.

ფოტორეზისტორი, როგორც სახელიდან ჩანს, პირდაპირ კავშირშია რეზისტორებთან, რომლებიც ხშირად გვხვდება თითქმის ნებისმიერ ელექტრონულ წრეში. ჩვეულებრივი რეზისტორის მთავარი მახასიათებელია მისი წინააღმდეგობის მნიშვნელობა. ძაბვა და დენი დამოკიდებულია მასზე; რეზისტორის გამოყენებით ჩვენ ვაყენებთ სხვა კომპონენტების მუშაობის საჭირო რეჟიმებს. როგორც წესი, რეზისტორის წინაღობის მნიშვნელობა პრაქტიკულად არ იცვლება იმავე სამუშაო პირობებში.

ჩვეულებრივი რეზისტორისგან განსხვავებით, ფოტორეზისტორიშეუძლია შეცვალოს მისი წინააღმდეგობა გარემოს განათების დონის მიხედვით. ეს ნიშნავს, რომ ელექტრონულ წრეში პარამეტრები მუდმივად შეიცვლება; პირველ რიგში, ჩვენ გვაინტერესებს ფოტორეზისტორზე ძაბვის ვარდნა. ამ ძაბვის ცვლილებების ჩაწერით Arduino-ს ანალოგურ ქინძისთავებზე, ჩვენ შეგვიძლია შევცვალოთ მიკროსქემის ლოგიკა, რითაც შევქმნათ მოწყობილობები, რომლებიც ადაპტირდებიან გარე პირობებთან.

ფოტორეზისტორები საკმაოდ აქტიურად გამოიყენება მრავალფეროვან სისტემებში. ყველაზე გავრცელებული პროგრამაა ქუჩის განათება. თუ ქალაქში ღამე მოდის ან მოღრუბლული ხდება, განათება ავტომატურად ირთვება. სახლისთვის ეკონომიური ნათურა შეგიძლიათ გააკეთოთ ფოტორეზისტორიდან, რომელიც ჩართულია არა გრაფიკის მიხედვით, არამედ განათების მიხედვით. თქვენ შეგიძლიათ განათების სენსორზე დაფუძნებული უსაფრთხოების სისტემაც კი გააკეთოთ, რომელიც ამოქმედდება დახურული კაბინეტის ან სეიფის გახსნის და განათებისთანავე. როგორც ყოველთვის, ნებისმიერი Arduino სენსორის გამოყენების სფერო შემოიფარგლება მხოლოდ ჩვენი ფანტაზიით.

რა ფოტორეზისტორების შეძენა შესაძლებელია ონლაინ მაღაზიებში

ბაზარზე ყველაზე პოპულარული და ხელმისაწვდომი სენსორის ვარიანტია ჩინური კომპანიების მასობრივი წარმოების მოდელები, მწარმოებლის VT პროდუქტების კლონები. ყოველთვის არ არის შესაძლებელი იმის გარკვევა, თუ ვინ და რას აწარმოებს ესა თუ ის მომწოდებელი, მაგრამ ფოტორეზისტორების დასაწყებად, უმარტივესი ვარიანტი საკმაოდ შესაფერისია.

Arduino-ს ახალბედა მომხმარებელს შეუძლია ურჩიოს შეიძინოს მზა ფოტო მოდული, რომელიც ასე გამოიყურება:


ამ მოდულს უკვე აქვს ყველა საჭირო ელემენტი Arduino-ს დაფაზე ფოტორეზისტორის მარტივად დასაკავშირებლად. ზოგიერთი მოდული ახორციელებს შედარების წრეს და უზრუნველყოფს ციფრულ გამომავალს და მორთვის რეზისტორს კონტროლისთვის.

რუს რადიომოყვარულს შეიძლება ვურჩიოთ, მიმართოს რუსულ PA სენსორს. გასაყიდად ხელმისაწვდომია FR1-3, FR1-4 და ა.შ. - იწარმოებოდა ჯერ კიდევ საბჭოთა პერიოდში. მაგრამ, ამის მიუხედავად, FR1-3 უფრო ზუსტი დეტალია. აქედან გამომდინარეობს ფასში სხვაობა.FR-ისთვის ისინი ითხოვენ არაუმეტეს 400 რუბლს. FR1-3 თითო ათას რუბლზე მეტი ეღირება.

ფოტორეზისტორის მარკირება

რუსეთში წარმოებული მოდელების თანამედროვე მარკირება საკმაოდ მარტივია. პირველი ორი ასო არის PhotoResistor, ტირის შემდეგ რიცხვები მიუთითებს განვითარების ნომერზე. FR -765 - ფოტორეზისტორი, განვითარების 765. ჩვეულებრივ აღინიშნება უშუალოდ ნაწილის სხეულზე

VT სენსორს აქვს წინააღმდეგობის დიაპაზონი, რომელიც მითითებულია მარკირების დიაგრამაში. Მაგალითად:

  • VT83N1 - 12-100 kOhm (12K - განათებული, 100K - სიბნელეში)
  • VT93N2 - 48-500 kOhm (48K - განათებული, 100K - სიბნელეში).

ზოგჯერ, მოდელების შესახებ ინფორმაციის გასარკვევად, გამყიდველი აწვდის სპეციალურ დოკუმენტს მწარმოებლისგან. ოპერაციული პარამეტრების გარდა, იქ ასევე მითითებულია ნაწილის სიზუსტე. ყველა მოდელს აქვს მგრძნობელობის დიაპაზონი სპექტრის ხილულ ნაწილში. შეგროვება სინათლის სენსორითქვენ უნდა გესმოდეთ, რომ ოპერაციის სიზუსტე შედარებითი კონცეფციაა. ერთი და იგივე მწარმოებლის, იგივე პარტიიდან ან იგივე შესყიდვის მოდელებისთვისაც კი, ის შეიძლება განსხვავდებოდეს 50% ან მეტით.

ქარხანაში ნაწილები მორგებულია ტალღის სიგრძეზე, დაწყებული წითელიდან მწვანე შუქამდე. ადამიანების უმეტესობა ასევე "ხედავს" ინფრაწითელ გამოსხივებას. განსაკუთრებით ზუსტ ნაწილებს შეუძლიათ ულტრაიისფერი გამოსხივების აღმოჩენაც კი.

სენსორის უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები

ფოტორეზისტორების მთავარი მინუსი არის სპექტრის მგრძნობელობა. ინციდენტის შუქის ტიპის მიხედვით, წინააღმდეგობა შეიძლება განსხვავდებოდეს სიდიდის რამდენიმე ბრძანებით. ნაკლოვანებები ასევე მოიცავს რეაქციის დაბალ სიჩქარეს განათების ცვლილებებზე. თუ შუქი მოციმციმე, სენსორს არ აქვს დრო რეაგირებისთვის. თუ ცვლილების სიხშირე საკმაოდ მაღალია, რეზისტორი ჩვეულებრივ შეწყვეტს "დანახვას", რომ განათება იცვლება.

უპირატესობებში შედის სიმარტივე და ხელმისაწვდომობა. წინააღმდეგობის პირდაპირი ცვლილება დამოკიდებულია მასზე დაცემის შუქზე, საშუალებას გაძლევთ გაამარტივოთ ელექტრული კავშირის წრე. თავად ფოტორეზისტორი ძალიან იაფია, ის შედის Arduino-ს მრავალ კომპლექტში და კონსტრუქტორში და, შესაბამისად, ხელმისაწვდომია Arduino-ს თითქმის ნებისმიერი დამწყები მწარმოებლისთვის.

ფოტორეზისტორის დაკავშირება Arduino-სთან

პროექტებში არდუინოფოტორეზისტორი გამოიყენება სინათლის სენსორად. მისგან ინფორმაციის მიღებისას დაფას შეუძლია ჩართოს ან გამორთოს რელეები, ჩართოს ძრავები და გაგზავნოს შეტყობინებები. ბუნებრივია, სენსორი სწორად უნდა დავაკავშიროთ.

სინათლის სენსორის Arduino-სთან კავშირის დიაგრამა საკმაოდ მარტივია. თუ ვიყენებთ ფოტორეზისტორს, მაშინ კავშირის დიაგრამაში სენსორი დანერგილია როგორც ძაბვის გამყოფი. ერთი მკლავი იცვლება განათების დონის მიხედვით, მეორე კი ძაბვას აწვდის ანალოგურ შეყვანას. კონტროლერის ჩიპში ეს ძაბვა გარდაიქმნება ციფრულ მონაცემად ADC-ის საშუალებით. იმიტომ რომ როდესაც სენსორის წინააღმდეგობა მცირდება, როდესაც მასზე შუქი მოხვდება, მასზე დავარდნილი ძაბვის მნიშვნელობაც შემცირდება.

იმის მიხედვით, თუ გამყოფის რომელ მკლავში მოვათავსეთ ფოტორეზისტორი, გაზრდილი ან შემცირებული ძაბვა მიეწოდება ანალოგურ შეყვანას. თუ ფოტორეზისტორის ერთი ფეხი დაკავშირებულია მიწასთან, მაშინ მაქსიმალური ძაბვის მნიშვნელობა შეესაბამება სიბნელეს (ფოტორეზისტორის წინააღმდეგობა მაქსიმალურია, მასზე თითქმის ყველა ძაბვა ეცემა), ხოლო მინიმალური მნიშვნელობა შეესაბამება კარგ განათებას (წინააღმდეგობა არის ნულთან ახლოს, ძაბვა მინიმალურია). თუ ფოტორეზისტორის მკლავს შევაერთებთ დენის წყაროს, ქცევა საპირისპირო იქნება.

თავად დაფის დაყენებამ არ უნდა გამოიწვიოს რაიმე სირთულე. იმის გამო, რომ ფოტორეზისტორს არ აქვს პოლარობა, მისი დაკავშირება შესაძლებელია ორივე მხრიდან; მისი შედუღება შესაძლებელია დაფაზე, მავთულხლართებით დაკავშირება მიკროსქემის დაფის გამოყენებით, ან გამოიყენება ჩვეულებრივი კლიპებით (ნიანგის კლიპები) დასაკავშირებლად. დენის წყარო წრეში არის თავად Arduino. ფოტორეზისტორიერთი ფეხი დაკავშირებულია მიწასთან, მეორე დაკავშირებულია ADC დაფასთან (ჩვენს მაგალითში - AO). ჩვენ ვუკავშირდებით 10 kOhm რეზისტორს იმავე ფეხზე. ბუნებრივია, თქვენ შეგიძლიათ დაუკავშიროთ ფოტორეზისტორი არა მხოლოდ ანალოგურ პინ A0-ს, არამედ ნებისმიერ სხვას.

ორიოდე სიტყვა დამატებით 10 K რეზისტორზე.მას აქვს ორი ფუნქცია ჩვენს წრეში: დენის შეზღუდვა წრედში და საჭირო ძაბვის გამომუშავება წრედში გამყოფით. დენის შეზღუდვა აუცილებელია იმ სიტუაციაში, როდესაც სრულად განათებული ფოტორეზისტორი მკვეთრად ამცირებს მის წინააღმდეგობას. და ძაბვის გამომუშავება არის პროგნოზირებადი მნიშვნელობებისთვის ანალოგური პორტისთვის. სინამდვილეში, ჩვენი ფოტორეზისტორებით ნორმალური მუშაობისთვის საკმარისია 1K წინააღმდეგობა.

რეზისტორის მნიშვნელობის შეცვლით ჩვენ შეგვიძლია „გადავიტანოთ“ მგრძნობელობის დონე „ბნელ“ და „მსუბუქ“ მხარეებზე. ასე რომ, 10 K მისცემს სინათლის დაწყების სწრაფ გადართვას. 1K-ის შემთხვევაში, სინათლის სენსორი უფრო ზუსტად ამოიცნობს სინათლის მაღალ დონეს.

თუ იყენებთ მზა სინათლის სენსორის მოდულს, კავშირი კიდევ უფრო მარტივი იქნება. ჩვენ ვაკავშირებთ VCC მოდულის გამომავალს დაფაზე 5 ვ კონექტორს, GND მიწას. ჩვენ ვუკავშირდებით დარჩენილ ქინძისთავებს Arduino-ს კონექტორებს.

თუ დაფას აქვს ციფრული გამომავალი, მაშინ მას ვუგზავნით ციფრულ ქინძისთავებს. თუ ეს ანალოგურია, გადადით ანალოგზე. პირველ შემთხვევაში, ჩვენ მივიღებთ ტრიგერის სიგნალს - განათების დონე გადააჭარბა (გამშვები ბარიერი შეიძლება დარეგულირდეს კორექტირების რეზისტორის გამოყენებით). ანალოგური ქინძისთავებიდან ჩვენ შევძლებთ მივიღოთ ძაბვის მნიშვნელობა რეალური განათების დონის პროპორციული.

სინათლის სენსორის მაგალითი ფოტორეზისტორზე

ფოტორეზისტორის წრე შევაერთეთ Arduino-სთან და დავრწმუნდით, რომ ყველაფერი სწორად გაკეთდა. ახლა რჩება მხოლოდ კონტროლერის დაპროგრამება.

სინათლის სენსორისთვის ესკიზის დაწერა საკმაოდ მარტივია. ჩვენ მხოლოდ უნდა ამოვიღოთ მიმდინარე ძაბვის მნიშვნელობა ანალოგური პინიდან, რომელსაც სენსორი უკავშირდება. ეს კეთდება analogRead() ფუნქციის გამოყენებით, რომელიც ყველამ ვიცით. შემდეგ ჩვენ შეგვიძლია შევასრულოთ რამდენიმე მოქმედება სინათლის დონის მიხედვით.

მოდით დავწეროთ ესკიზი სინათლის სენსორისთვის, რომელიც ჩართავს ან გამორთავს LED-ს, რომელიც დაკავშირებულია შემდეგი მიკროსქემის მიხედვით.

ოპერაციული ალგორითმი შემდეგია:

  • განსაზღვრეთ სიგნალის დონე ანალოგური პინიდან.
  • ჩვენ ვადარებთ დონეს ბარიერის მნიშვნელობასთან. მაქსიმალური მნიშვნელობა შეესაბამება სიბნელეს, მინიმალური მნიშვნელობა შეესაბამება მაქსიმალურ განათებას. მოდით ავირჩიოთ ზღვრული მნიშვნელობა 300-ის ტოლი.
  • თუ დონე ზღურბლზე ნაკლებია, ბნელია, საჭიროა LED-ის ჩართვა.
  • წინააღმდეგ შემთხვევაში, გამორთეთ 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.print); ვალ< 300) { digitalWrite(PIN_LED, LOW); } else { digitalWrite(PIN_LED, HIGH); } }

ფოტორეზისტორის დაფარვით (ხელებით ან შუქგაუმტარი ობიექტით), ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ LED-ის ჩართვას და გამორთვას. კოდში ბარიერის პარამეტრის შეცვლით, ჩვენ შეგვიძლია ვაიძულოთ ნათურა ჩართოთ/გამორთოთ განათების სხვადასხვა დონეზე.

ინსტალაციისას შეეცადეთ განათავსოთ ფოტორეზისტორი და LED რაც შეიძლება შორს ერთმანეთისგან ისე, რომ კაშკაშა LED-დან ნაკლები შუქი მოხვდეს სინათლის სენსორზე.

სინათლის სენსორი და ფონური განათების გლუვი ცვლილება

თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ პროექტი ისე, რომ LED-ის სიკაშკაშე შეიცვალოს განათების დონის მიხედვით. ჩვენ დავამატებთ შემდეგ ცვლილებებს ალგორითმში:

  • ჩვენ შევცვლით ნათურის სიკაშკაშეს PWM-ის საშუალებით, ვაგზავნით მნიშვნელობებს 0-დან 255-მდე პინზე LED-ით analogWrite(-ის) გამოყენებით.
  • სინათლის სენსორიდან (0-დან 1023-მდე) სინათლის დონის ციფრული მნიშვნელობის გადასაყვანად LED სიკაშკაშის PWM დიაპაზონში (0-დან 255-მდე), ჩვენ გამოვიყენებთ map() ფუნქციას.

ესკიზის მაგალითი:

#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.print; = map(val, 0, 1023, 0, 255); // მიღებული მნიშვნელობის გადაქცევა PWM სიგნალის დონეზე. რაც უფრო დაბალია განათების მნიშვნელობა, მით ნაკლები ენერგია უნდა მივაწოდოთ LED-ს PWM-ით. analogWrite(PIN_LED, ledPower) ;// სიკაშკაშის შეცვლა)

სხვა კავშირის მეთოდის შემთხვევაში, რომლის დროსაც ანალოგური პორტიდან სიგნალი განათების ხარისხის პროპორციულია, დამატებით მოგიწევთ მნიშვნელობის „გადაბრუნება“ მაქსიმუმს გამოკლებით:

Int val = 1023 – ანალოგური წაკითხვა (PIN_PHOTO_RESISTOR);

სინათლის სენსორის წრედი ფოტორეზისტორისა და რელეს გამოყენებით

რელეებთან მუშაობის ესკიზების მაგალითები მოცემულია სტატიაში Arduino-ში რელეების პროგრამირების შესახებ. ამ შემთხვევაში, ჩვენ არ გვჭირდება რთული მოძრაობების გაკეთება: "სიბნელის" დადგენის შემდეგ, ჩვენ უბრალოდ ჩავრთავთ რელეს და მივმართავთ შესაბამის მნიშვნელობას მის ქინძისთავზე.

#define PIN_RELAY 10 #define PIN_PHOTO_SENSOR A0 void setup() ( pinMode(PIN_RELAY, OUTPUT); digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); ) void loop() ( int val = analogRead(PIN_PHOTO_SENSOR if);< 300) { // Светло, выключаем реле digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); } else { // Темновато, включаем лампочку digitalWrite(PIN_RELAY, LOW); } }

დასკვნა

ფოტორეზისტორზე დაფუძნებული სინათლის სენსორის გამოყენებით პროექტები საკმაოდ მარტივი და ეფექტურია. თქვენ შეგიძლიათ განახორციელოთ ბევრი საინტერესო პროექტი და აღჭურვილობის ღირებულება არ იქნება მაღალი. ფოტორეზისტორი დაკავშირებულია ძაბვის გამყოფი მიკროსქემის გამოყენებით დამატებითი წინააღმდეგობით. სენსორი დაკავშირებულია ანალოგურ პორტთან სინათლის სხვადასხვა დონის გასაზომად ან ციფრულთან, თუ ყველაფერი რაც ჩვენ გვაინტერესებს არის სიბნელის ფაქტი. ესკიზში ჩვენ უბრალოდ ვკითხულობთ მონაცემებს ანალოგური (ან ციფრული) პორტიდან და ვწყვეტთ, როგორ ვუპასუხოთ ცვლილებებს. იმედი ვიქონიოთ, რომ ახლა ასეთი მარტივი „თვალები“ ​​გამოჩნდება თქვენს პროექტებში.

ჩვენი შემდეგი პროექტისთვის ჩვენ გამოვიყენებთ ფოტორეზისტორს. და განვიხილავთ საძინებლისთვის ღამის განათების დანერგვას, რომელიც ავტომატურად ჩაირთვება სიბნელის დროს და გამოირთვება, როცა განათდება.

ფოტორეზისტორის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია მასზე დაცემაზე. ფოტორეზისტორის გამოყენებით ჩვეულებრივ 4,7 kOhm რეზისტორთან ერთად ვიღებთ ძაბვის გამყოფს, რომელშიც ფოტორეზისტორის გავლით ძაბვა იცვლება სინათლის დონის მიხედვით.

ჩვენ ვიყენებთ ძაბვას გამყოფიდან Arduino ADC-ის შესასვლელთან. იქ ჩვენ ვადარებთ მიღებულ მნიშვნელობას გარკვეულ ზღურბლთან და ჩართეთ ან გამორთეთ ნათურა.

გამყოფის მიკროსქემის დიაგრამა ნაჩვენებია ქვემოთ. როდესაც განათება იზრდება, ფოტორეზისტორის წინააღმდეგობა ეცემა და, შესაბამისად, იზრდება ძაბვა გამყოფის გამომავალზე (და ADC შეყვანაში). როდესაც განათება ეცემა, ყველაფერი პირიქითაა.

ქვემოთ მოცემულ ფოტოზე ნაჩვენებია აწყობილი წრე პურის დაფაზე. ძაბვები 0V და 5V აღებულია Arduino-დან. პინი A0 გამოიყენება როგორც ADC შეყვანა.

ქვემოთ მოცემულია Arduino-ს ესკიზი. ამ გაკვეთილში ჩვენ უბრალოდ ჩავრთავთ და გამორთავთ LED-ს, რომელიც ჩაშენებულია Arduino-ს დაფაზე. შეგიძლიათ უფრო კაშკაშა LED დააკავშიროთ მე-13 ფეხზე (~220 Ohm რეზისტორების მეშვეობით). თუ თქვენ დააკავშირებთ უფრო ძლიერ დატვირთვას, როგორიცაა ინკანდესენტური ნათურა, მაშინ ის უნდა იყოს დაკავშირებული რელეს ან ტირისტორის საშუალებით.

პროგრამის კოდში არის კომენტირებული სექციები, ისინი გამოიყენება გამართვისთვის. შესაძლებელი იქნება ADC მნიშვნელობის კონტროლი (0-დან 1024-მდე). ასევე, თქვენ უნდა შეცვალოთ მნიშვნელობა 500 (ჩართვა და გამორთვის ბარიერი) კოდში, რომელიც აირჩიეთ ექსპერიმენტულად განათების შეცვლით.

/* ** ღამის განათება ** ** www.hobbytronics.co.uk */ int sensorPin = A0; // დააყენეთ შეყვანის ფეხი ADC-სთვის ხელმოუწერელი int sensorValue = 0; // ფოტორეზისტორის void setup() ციფრული მნიშვნელობა ( pinMode(13, OUTPUT); Serial.begin(9600); // სერიული მონაცემების გამოშვების დაწყება (შესამოწმებლად) void loop() ( sensorValue = analogRead(sensorPin); // წაიკითხეთ მნიშვნელობა ფოტორეზისტორიდან if(sensorValue<500) digitalWrite(13, HIGH); // включаем else digitalWrite(13, LOW); // выключаем // Для отладки раскомментируйте нижеследующие строки //Serial.print(sensorValue, DEC); // вывод данных с фоторезистора (0-1024) //Serial.println(""); // возврат каретки //delay(500); }