Sensori i dritës (Photoresistor) Me Arduino në Tinkercad: 5 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Projektet Tinkercad »

Le të mësojmë se si të lexojmë një rezistencë fotografike, një lloj rezistence të ndryshueshme të ndjeshme ndaj dritës, duke përdorur hyrjen analoge të Arduino. Quhet gjithashtu një rezistencë e varur nga drita (LDR).

Deri më tani ju keni mësuar tashmë të kontrolloni LED me daljen analoge të Arduino dhe të lexoni një potenciometër, i cili është një lloj tjetër i rezistencës së ndryshueshme, kështu që ne do të ndërtojmë mbi këto aftësi në këtë mësim. Mos harroni se hyrjet analoge të Arduino (kunjat e shënuar me A0-A6) mund të zbulojnë një sinjal elektrik që ndryshon gradualisht dhe e përkthen atë sinjal në një numër midis 0 dhe 1023.

Eksploroni qarkun e mostrës të ngulitur këtu në planin e punës duke klikuar Start Simulation dhe duke klikuar në fotorezistën (ovale ngjyrë kafe me vijën e trazuar poshtë në mes), pastaj tërhiqni rrëshqitësin e shkëlqimit për të rregulluar hyrjen e simuluar të dritës.

Në këtë mësim, ju do ta ndërtoni këtë qark të simuluar vetë përgjatë mostrës. Për të ndërtuar opsionalisht qarkun fizik, mblidhni bordin tuaj Arduino Uno, kabllon USB, pjatën pa saldim, një LED, rezistorët (220 ohm dhe 4.7k ohm), fotorezistuesin dhe telat e dërrasës.

Ju mund të ndiqni praktikisht duke përdorur Qarqet Tinkercad. Ju madje mund ta shihni këtë mësim nga brenda Tinkercad (kërkohet hyrje falas)! Eksploroni qarkun e mostrës dhe ndërtoni tuajin pranë tij. Qarqet Tinkercad janë një program falas i bazuar në shfletues që ju lejon të ndërtoni dhe simuloni qarqe. Perfectshtë perfekte për të mësuar, mësuar dhe prototipuar.

Hapi 1: Ndërtoni qarkun

Hidhini një sy qarkut të bukës në foto. Mund të jetë e dobishme të shikoni një version me kabllo të lirë të këtij qarku mostër për krahasim, në foto. Në këtë hap, ju do të ndërtoni versionin tuaj të këtij qarku përgjatë mostrës në planin e punës.

Për të vazhduar, ngarkoni një dritare të re të Qarqeve Tinkercad dhe ndërtoni versionin tuaj të këtij qarku përgjatë mostrës.

Identifikoni fotorezistencën, LED, rezistencat dhe telat e lidhur me Arduino në planin e punës të Qarqeve Tinkercad.

Tërhiqni një Arduino Uno dhe tabelën e bukës nga paneli i përbërësve në planin e punës, pranë qarkut ekzistues.

Lidhni shinat e energjisë (+) dhe tokëzimit (-) me Arduino 5V dhe tokëzimin (GND), përkatësisht, duke klikuar për të krijuar tela.

Zgjatni shinat e energjisë dhe tokëzimit në autobusët e tyre përkatës në skajin e kundërt të bordit të bukës (opsionale për këtë qark, por praktikë e mirë e zakonshme).

Lidheni LED-in në dy rreshta të ndryshëm të bukës në mënyrë që katoda (këmba negative, më e shkurtër) të lidhet me njërën këmbë të një rezistori (diku nga 100-1K Ohm është mirë). Rezistori mund të shkojë në secilin orientim sepse rezistorët nuk janë të polarizuar, ndryshe nga LED -të, të cilat duhet të lidhen në një mënyrë të caktuar për të funksionuar.

Lidhni këmbën tjetër të rezistencës me tokën.

Lidhni anodën LED (këmbë pozitive, më e gjatë) në kunjin Arduino 9.

Tërhiqni një rezistencë fotografike nga paneli i përbërësve në panelin tuaj të bukës, kështu që këmbët e tij lidhen në dy rreshta të ndryshëm.

Klikoni për të krijuar një tel që lidh një këmbë fotorezistuese në energji.

Lidhni këmbën tjetër me pinin analog Adu të Arduino.

Tërhiqni një rezistencë nga paneli i përbërësve për të lidhur këmbën e fotorezistorit të lidhur me A0 me tokëzimin dhe rregulloni vlerën e tij në 4.7k Ohm.

Hapi 2: Kodi Me Blloqe

Le të përdorim redaktorin e blloqeve të kodit për të dëgjuar gjendjen e rezistencës së fotos, pastaj vendosim një LED në një shkëlqim relativ bazuar në sa dritë sheh sensori. Ju mund të dëshironi të rifreskoni kujtesën tuaj të daljes analoge LED në mësimin Zbehje të ZHEL.

Klikoni butonin "Kodi" për të hapur redaktuesin e kodit. Blloqet gri të Notacionit janë komente për të shënuar atë që keni ndërmend të bëni për kodin tuaj, por ky tekst nuk ekzekutohet si pjesë e programit.

Klikoni në kategorinë Variablat në redaktuesin e kodit.

Për të ruajtur vlerën e rezistencës së rezistencës së fotos, krijoni një ndryshore të quajtur "sensorValue".

Tërhiqni një bllok "të vendosur". Ne do ta ruajmë gjendjen e rezistencës së fotos në ndryshoren

sensorVlera

Klikoni në kategorinë Input dhe tërhiqni një bllok "pin leximi analog" dhe vendoseni në bllokun "set" pas fjalës "to"

Meqenëse potenciometri ynë është i lidhur me Arduino në pin A0, ndryshoni zbritjen në A0.

Klikoni në kategorinë Output dhe tërhiqni bllokun "print në monitorin serik".

Shkoni te kategoria e Variablave dhe tërhiqeni sensorin tuaj të ndryshueshëm në bllokun "print to monitor serial" dhe sigurohuni që lista zbritëse të jetë e printuar me një rresht të ri. Filloni opsionalisht simulimin dhe hapni monitorin serik për të verifikuar që leximet vijnë dhe ndryshojnë kur rregulloni sensorin. Vlerat analoge të hyrjes variojnë nga 0-1023.

Meqenëse duam t'i shkruajmë LED me një numër midis 0 (fikur) dhe 255 (shkëlqim i plotë), ne do të përdorim bllokun "hartë" për të bërë disa shumëzime kryq për ne. Shkoni te kategoria e Matematikës dhe tërhiqni një bllok "hartë".

Në slotin e parë, tërhiqeni një bllok të ndryshueshëm të sensorValue, pastaj vendosni diapazonin nga 0 në 255.

Kthehuni në kategorinë Output, tërhiqni një bllok analog "të vendosur pin", i cili sipas parazgjedhjes thotë "vendosni pin 3 në 0." Rregulloni atë për të vendosur pin 9.

Tërhiqeni bllokun e hartës që keni bërë më herët në fushën "to pin" të bllokut "to" për të shkruar numrin e përshtatur në pin LED duke përdorur PWM.

Klikoni në kategorinë e Kontrollit dhe tërhiqni një bllok pritjeje dhe rregullojeni atë për të vonuar programin për.1 sekonda.

Hapi 3: Shpjegohet kodi Photoresistor Arduino

Kur redaktuesi i kodit është i hapur, mund të klikoni në menunë zbritëse në të majtë dhe zgjidhni "Blocks + Text" për të zbuluar kodin Arduino të krijuar nga blloqet e kodit. Ndiqni ndërsa eksplorojmë kodin në më shumë detaje.

int sensorVlera = 0;

Perpara se

konfigurim ()

ne krijojmë një ndryshore për të ruajtur vlerën aktuale të lexuar nga potenciometri. Quhet

int

sepse është një numër i plotë, ose ndonjë numër i plotë.

void setup ()

{pinMode (A0, INPUT); pinMode (9, OUTPUT); Serial.filloj (9600); }

Brenda konfigurimit, kunjat janë konfiguruar duke përdorur

pinMode ()

funksionin. Pin A0 është konfiguruar si një hyrje, kështu që ne mund të "dëgjojmë" gjendjen elektrike të potenciometrit. Pin 9 është konfiguruar si një dalje për të kontrolluar LED. Për të qenë në gjendje të dërgoni mesazhe, Arduino hap një kanal të ri komunikimi serik me

Serial.filloj ()

e cila merr një argument të normës baud (sa shpejtësi për të komunikuar), në këtë rast 9600 bit në sekondë.

lak void ()

{// lexoni vlerën nga sensori sensorValue = analogRead (A0); // printoni leximin e sensorit në mënyrë që të njihni gamën e tij Serial.println (sensorValue);

Çdo gjë pas një sërë goditjesh

//

është një koment, i cili i ndihmon njerëzit të kuptojnë në gjuhën e thjeshtë atë që programi ka për qëllim të bëjë, por nuk përfshihet në programin që drejton Arduino juaj. Në lakin kryesor, një funksion i quajtur

analogRead ();

kontrollon gjendjen e pinit A0 (i cili do të jetë një numër i plotë nga 0-1023), dhe ruan atë vlerë në ndryshoren

sensorVlera

// hartoni leximin e sensorit në një gamë për LED

analogWrite (9, hartë (sensorValue, 0, 1023, 0, 255)); vonesë (100); // Prisni për 100 milisekonda (s)}

Linja pas komentit tjetër po bën shumë në të njëjtën kohë. Mbani mend

analogWrite ()

merr dy argumente, numrin pin (9 në rastin tonë), dhe vlerën për të shkruar, e cila duhet të jetë midis 0 dhe 255. Funksioni inline

hartë ()

merr pesë argumente: numrin për tu vlerësuar (ndryshorja e ndryshueshme e sensorit), minimumi i pritur dhe maksimumi i pritshëm, dhe min dhe max i dëshiruar. Kështu

hartë ()

funksioni në rastin tonë është vlerësimi i sensoritVlera e hyrjes dhe bërja e një shumëzimi kryq për të zvogëluar prodhimin nga 0-1023 në 0-255. Rezultati kthehet në argumentin e dytë të

analogWrite ();

duke vendosur shkëlqimin e LED të lidhur me pin 9.

Hapi 4: Ndërtoni një qark fizik Arduino (opsional)

Për të programuar Arduino Uno tuaj fizik, do t'ju duhet të instaloni softuerin falas (ose shtojcën për redaktuesin e uebit), pastaj ta hapni atë. Fotocelë të ndryshëm kanë vlera të ndryshme, kështu që nëse qarku juaj fizik nuk funksionon, mund t'ju duhet të ndryshoni rezistencën e çiftuar me të. Mësoni më shumë rreth ndarësve të tensionit në klasën Instructables Electronics on resistors.

Lidhni qarkun Arduino Uno duke futur përbërës dhe tela që përputhen me lidhjet e treguara këtu në Qarqet Tinkercad. Për një përshkrim më të thelluar të punës me bordin tuaj fizik Arduino Uno, shikoni klasën falas Instructables Arduino.

Kopjoni kodin nga dritarja e kodit Tirkercad Circuits dhe ngjiteni në një skicë të zbrazët në programin tuaj Arduino, ose klikoni butonin e shkarkimit (shigjeta me drejtim poshtë) dhe hapeni

skedarin që rezulton duke përdorur Arduino. Ju gjithashtu mund ta gjeni këtë shembull në programin Arduino duke lundruar te File -> Shembuj -> 03. Analog -> AnalogInOutSerial.

Lidhni kabllon tuaj USB dhe zgjidhni tabelën dhe portën tuaj në menunë Tools të softuerit.

Ngarkoni kodin dhe përdorni dorën tuaj për të mbuluar sensorin nga marrja e dritës dhe/ose ndriçoni një dritë në sensorin tuaj!

Hapni monitorin serik për të vëzhguar vlerat e sensorit tuaj. Ka të ngjarë që vlerat e botës reale të mos shtrihen deri në 0 ose deri në 1023, në varësi të kushteve tuaja të ndriçimit. Ndjehuni të lirë të rregulloni gamën 0-1023 në minimumin tuaj të vëzhguar dhe maksimumin e vëzhguar në mënyrë që të merrni gamën maksimale të shprehjes së shkëlqimit në LED.

Hapi 5: Tjetra, Provoni…

Tani që keni mësuar të lexoni një rezistencë fotografike dhe të hartoni daljen e tij për të kontrolluar shkëlqimin e një LED, jeni gati të aplikoni ato dhe aftësi të tjera që keni mësuar deri më tani.

A mund të ndërroni LED për një lloj tjetër daljeje, si një servo motor, dhe të krijoni një kod për të pasqyruar nivelin aktual të dritës së sensorit si një pozicion të caktuar përgjatë një matësi?

Provoni të ndërroni rezistencën tuaj fotografike me hyrje të tjera analoge siç është sensori i distancës tejzanor ose potenciometri.

Mësoni më shumë se si të monitoroni hyrjet dixhitale dhe analoge të Arduino -s tuaj përmes kompjuterit duke përdorur Serial Monitor.