Скетч: Чтение аналогового входа (показания с датчика освещенности)

Этот скетч демонстрирует, как читать аналоговый вход с Arduino и использовать его для определения уровня освещенности с помощью фоторезистора (LDR). Фоторезистор изменяет свое сопротивление в зависимости от освещенности, что позволяет Arduino измерять уровень света. Этот скетч - хороший пример того, как Arduino можно использовать для взаимодействия с физическим миром и сбора данных.

Необходимые компоненты:

• Arduino (Uno, Nano, Mega и т.д.)
• Фоторезистор (LDR)
• Резистор (10 кОм)
• Провода для соединения

Схема подключения:

• Делитель напряжения: Эта схема использует делитель напряжения для преобразования изменения сопротивления фоторезистора в изменение напряжения, которое можно измерить с помощью Arduino.
  • Один конец фоторезистора подключается к +5V на Arduino.
  • Другой конец фоторезистора подключается к резистору 10 кОм.
  • Другой конец резистора 10 кОм подключается к GND (земле) на Arduino.
  • Средняя точка между фоторезистором и резистором 10 кОм (соединение между ними) подключается к аналоговому входу Arduino (в примере используется пин A0).

Скетч Arduino:

#define LDR_PIN A0        // Аналоговый пин, к которому подключен фоторезистор

void setup() {
  Serial.begin(9600);       // Инициализируем Serial Monitor для отладки
}

void loop() {
  // Читаем аналоговое значение с пина LDR_PIN (от 0 до 1023)
  int ldrValue = analogRead(LDR_PIN);

  // Выводим значение в Serial Monitor
  Serial.print("Значение датчика освещенности: ");
  Serial.println(ldrValue);

  // Преобразуем значение в уровень освещенности (приблизительно)
  // Чем меньше значение ldrValue, тем больше света
  // Этот диапазон может потребовать калибровки в зависимости от вашего LDR.
  int lightLevel = map(ldrValue, 0, 1023, 100, 0); // Инвертированный диапазон (100% - 0%)

  // Выводим примерный уровень освещенности в процентах
  Serial.print("Примерный уровень освещенности: ");
  Serial.print(lightLevel);
  Serial.println(" %");

  delay(100);              // Небольшая задержка
}

Описание кода:

• #define LDR_PIN A0: Определяет константу LDR_PIN для аналогового пина, к которому подключен фоторезистор.
• setup():
  • Serial.begin(9600);: Инициализирует Serial Monitor для отладки.
• loop():
  • int ldrValue = analogRead(LDR_PIN);: Читает аналоговое значение с пина фоторезистора. Значение находится в диапазоне от 0 до 1023. Чем больше света попадает на фоторезистор, тем меньше значение ldrValue.
  • Serial.print(...), Serial.println(...): Выводит значение, считанное с датчика освещенности, в Serial Monitor.
  • int lightLevel = map(ldrValue, 0, 1023, 100, 0);: Преобразует значение ldrValue в примерный уровень освещенности в процентах. Функция map() масштабирует диапазон значений. Важно отметить, что этот диапазон инвертирован, так как чем больше света, тем меньше значение ldrValue. Диапазон может потребовать калибровки в зависимости от характеристик вашего фоторезистора.
  • Serial.print("Примерный уровень освещенности: "); Serial.print(lightLevel); Serial.println(" %");: Выводит примерный уровень освещенности в Serial Monitor.
  • delay(100);: Небольшая задержка.

Как использовать:

1. Загрузите скетч в Arduino.
2. Подключите фоторезистор и резистор к Arduino в соответствии со схемой подключения.
3. Откройте Serial Monitor (Tools -> Serial Monitor).
4. Изменяйте освещенность фоторезистора (например, закрывая его рукой или направляя на него свет) и наблюдайте, как изменяется значение в Serial Monitor.

Настройка:

• LDR_PIN: Измените это значение, если вы используете другой аналоговый пин для фоторезистора.
• map(ldrValue, 0, 1023, 100, 0): Диапазон значений в функции map() может потребовать калибровки в зависимости от вашего фоторезистора. Чтобы откалибровать, поместите фоторезистор в условия максимального освещения и запишите минимальное значение ldrValue. Затем поместите фоторезистор в полную темноту и запишите максимальное значение ldrValue. Используйте эти значения в качестве минимального и максимального диапазонов в функции map(). Например: map(ldrValue, minLdrValue, maxLdrValue, 100, 0).
• Резистор (10 кОм): Изменение значения резистора повлияет на чувствительность схемы. Попробуйте разные значения для достижения оптимальной производительности.

Дополнительные возможности:

• Используйте значение освещенности для управления другими устройствами (например, включение света при наступлении темноты).
• Используйте несколько фоторезисторов для измерения освещенности в разных точках.
• Подключите фоторезистор к аналого-цифровому преобразователю (АЦП) с более высоким разрешением для более точных измерений.
• Используйте значение освещенности для управления сервоприводом, двигателем или другими устройствами.
• Визуализируйте данные об освещенности с помощью графиков в Serial Plotter (Tools -> Serial Plotter).

Этот скетч - отличный способ начать работу с аналоговым вводом на Arduino и создавать проекты, реагирующие на изменение освещенности. Он прост в реализации и предоставляет множество возможностей для экспериментов.