Cảm biến ánh sáng sử dụng arduino : Trong hướng dẫn dành cho người mới bắt đầu này, bạn sẽ học cách xây dựng một mạch chiếu sáng tự động đơn giản bằng cách sử dụng Điện trở quang [LDR] và Arduino. Có rất nhiều ứng dụng của mạch này như,
- Bắt đèn trong nhà tự động bật khi trời tối và tắt khi ban ngày
- Đèn đường tự động đơn giản, v.v.
Nó cũng có thể được sử dụng cùng với các cảm biến khác để làm những việc khá thú vị.
Tôi cho rằng tại thời điểm này bạn biết rất ít về Arduino và vì vậy tôi đã cố gắng đơn giản hóa và giải thích mọi thứ để bạn có thể dễ dàng hiểu được.
Về cơ bản, LDR cảm nhận lượng ánh sáng xung quanh và thông báo cho Arduino. Arduino được lập trình để bật đèn LED khi trời tối và tắt đèn LED khi có đủ ánh sáng xung quanh.
Để xây dựng mạch này, bạn sẽ cần các thành phần sau
- Arduino
- LDR
- Chiết áp 10k hoặc 50k
- Breadboard
- Đèn LED
- Điện trở 220 ohm
- Dây kết nối
Đây là sơ đồ của mạch
Sơ đồ Proteus cho dự án
Điện trở của LDR thay đổi theo lượng ánh sáng chiếu vào nó. Điện trở tăng khi có ít ánh sáng xung quanh và giảm khi có ánh sáng chói. Trời càng tối, điện áp rơi trên LDR càng cao. Điện trở tối đa của mỗi LDR có thể khác nhau tùy thuộc vào loại LDR nhưng nó thường từ 1kΩ đến 10kΩ mặc dù nó có thể cao hơn.
Mạch hoạt động theo nguyên tắc khi một LDR và một điện trở được kết nối để tạo thành một bộ chia điện áp, điện áp rơi trên LDR tỷ lệ với điện trở của LDR tỷ lệ thuận với lượng ánh sáng chiếu vào nó.
Chiết áp và LDR tạo thành mạch Phân chia tiềm năng. Khi trời tối hơn, điện trở của LDR tăng và điện áp giảm trên nó tăng. Điện áp này được gửi đến Pin A0 của Arduino để chuyển đổi điện áp tương tự đo được thành một số trong khoảng từ 0 đến 1023. Tùy thuộc vào kết nối của bạn, điện áp giảm trên LDR càng cao, con số này càng gần với 1023.
Chiết áp dùng để điều chỉnh độ nhạy của toàn hệ thống.
Đây là thiết kế Fritzing của mạch. Nếu bạn đang xây dựng mạch trên một breadboard, bạn có thể xem trên Fritzing Design.
Code Arduino được viết để bật đèn LED khi điện áp trên LDR vượt quá một giá trị ngưỡng nhất định. Tôi đã nhận xét từng dòng của mã để bạn hiểu rõ hơn về cách code hoạt động.
/ * Tự động chiếu sáng với LDR và Arduino int LDR = A5; // Nói với Arduino chúng ta sẽ kết nối LDR với Arduino Pin A5 int LED = 8; // Nói với Arduino chúng ta sẽ kết nối đèn LED với Arduino Pin 8 void setup [] { pinMode [LDR, INPUT]; // Chúng ta sẽ đọc điện áp [INPUTING] từ LDR pinMode [LED, OUTPUT]; // Chúng ta sẽ gửi một điện áp [OUTPUTING] đến LED Serial.begin [9600]; // Đặt spped mà Arduino giao tiếp với Serial Monitor [9600 có nghĩa là 9600 bit được truyền mỗi giây] } void loop [] { lightLevel = analogRead [LDR]; // Đọc giá trị đo được từ LDR Serial.println [lightLevel]; // Hiển thị giá trị trong màn hình nối tiếp if [lightLevel> = 600] // Nếu giá trị đo được từ LDR lớn hơn hoặc bằng 600 { digitalWrite [LED, HIGH]; // Bật đèn LED } else { digitalWrite [LED, LOW]; // Tắt đèn LED } }
Cảm biến ánh sáng được ứng dụng rất nhiều cho các loại thiết bị điện, mang đến sự tiện lợi cho người dùng. Đây là một loại tính năng thông minh và đang dần trở thành xu hướng cho các sản phẩm thiết bị điện, điện tử. Cùng tìm hiểu ngay về khái niệm cảm biến ánh sáng là gì và tham khảo nguyên lý hoạt động cũng như cách ứng dụng của nó ngay trong bài viết dưới đây nhé!
Cảm biến ánh sáng là gì?
Cảm biến ánh sáng là thiết bị quang điện chuyển đổi ánh sáng [bao gồm cả ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng dạng tia hồng ngoại] thành tín hiệu điện. Nó là một dạng thiết bị cảm biến thông minh có thể nhận biết được các biến đổi của môi trường thông qua mắt cảm biến. Từ đó, nó sẽ điều chỉnh ánh sáng cho phù hợp.
Cảm biến này có thể nhận biết và điều chỉnh ánh sáng dựa trên các đi ốt quang học. Cảm biến ánh sáng được gọi là “thiết bị quang điện” hay “cảm biến ảnh vì năng lượng được chuyển đổi từ phonto sang electron.
Phân loại cảm biến ánh sáng
Cảm biến ánh sáng được chia thành 3 loại: Photoresistors [LDR], Photodiodes, Phototransistors.
Cảm biến Photoresistors [LDR]
Đây là loại cảm biến được sử dụng nhiều nhất trong các thiết bị cảm biến. Nó chính là chất cảm quang, hay còn được gọi là điện trở phụ thuộc ánh sáng [LDR]. Chất cảm quang này có tác dụng kiểm tra xem đèn bật hay tắt. Và nó so sánh mức độ ánh sáng của môi trường theo tính chất tương đối trong suốt một ngày.
Chất phát quang này được làm từ một vật liệu bán dẫn có điện trở cao. Chất bán dẫn này rất nhạy với ánh sáng, có thể nhìn thấy ánh sáng gần với hồng ngoại.
Cách thức hoạt động:
– Các bộ phát quang hoạt động như điện trở thông thường. Tuy nhiên, sự thay đổi điện trở sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào ánh sáng môi trường. Nếu cường độ ánh sáng cao sẽ làm giảm điện trở và ngược lại.
– Nguyên lý này sẽ làm đèn sáng khi trời tối và tắt khi trời sáng.
Ứng dụng:
Nhờ vào cách thức hoạt động đó, loại cảm biến này được ứng dụng cho đèn đường, đèn quảng cáo ban đêm,…
Cảm biến Photodiodes
Photodiodes là một loại cảm biến khác, nó có thể thay đổi ánh sáng thành dòng điện. Nó được làm từ vật liệu silicon và gecmani. Thêm vào đó là nhiều bộ lọc quang lọc, ống kính tích hợp…
Cách thức hoạt động
Nguyên lý hoạt động của nó dựa vào hiệu ứng quang học bên trong. Khi có chùm ánh sáng chiếu vào, các electron sẽ bị nới lỏng tạo thành các lỗ cho dòng điện chạy qua. Ánh sáng càng lớn, lỗ hở giữa các electron càng to nên dòng điện sẽ càng mạnh.
Ứng dụng
Với cách thức cảm biến này, nó được ứng dụng cho nhiều thiết bị như:
– Điều khiển từ xa, các thiết bị điện tử…
– Thiết bị y tế, thiết bị đo lường…
– Dùng cho tấm pin mặt trời trong các sản phẩm năng lượng mặt trời…
Phototransistors
Loại cảm biến này thực chất chỉ là cảm biến Photodiodes nhưng nó khuyếch đại lên nhiều lần. Về nguyên lý hoạt đọng của nó giống với Photodiodes. Với sự khuếch đại đó, độ cảm biến được tăng lên rất nhiều nên sẽ được sử dụng cho các thiết bị yêu cầu độ cảm ứng cao hoặc có kích thước lớn.
Lợi ích và ứng dụng của cảm biến ánh sáng trong thực tế
Cảm biến ánh sáng mang đến rất nhiều lợi ích. Nó có thể thay thế sức người, tạo ra sự tiện lợi cho các thiết bị điện, điện tử. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến nhất của cảm biến sáng:
– Ứng dụng trong các thiết bị chiếu sáng như đèn. Điều này đem đến rất nhiều tiện lợi và an toàn khi sử dụng về đêm, đặc biệt với những gia đình có người cao tuổi và trẻ nhỏ…
– Cảm biến thay đổi ánh sáng màn hình trong điện thoại thông minh và máy tính bảng.
– Cảm biến trong ô tô để thay đổi ánh sáng đèn chiếu sáng tùy theo độ sáng của môi trường.
– Ứng dụng trong bảo mật…
Trên đây, các bạn đã được tìm hiểu về cảm biến ánh sáng là gì và nguyên lý hoạt động, ứng dụng của nó. Để được tham khảo các thiết bị chiếu sáng cảm ứng chất lượng cao, các bạn có thể liên hệ với MinLED qua hotline: 0866.06.79.86. Hoặc, ghé qua cửa hàng để xem mẫu thực tế tại: C07-16 Khu đô thị Geleximco – Dương Nội – Hà Đông – Hà Nội.
Tác Giả: Anh Tú