استفاده از یک LDR با آردوینو و یک کلید کنترل برای روشن کردن آردوینو

استفاده از یک LDR با آردوینو و یک کلید کنترل برای روشن کردن آردوینو

در این آموزش، ما بررسی خواهیم کرد که چگونه از یک مقاومت وابسته به نور (LDR) با یک آردوینو برای کنترل نور بر اساس سطح نور محیط استفاده کنیم. LDR با توجه به شدت نور، مقاومت خود را تغییر می‌دهد؛ بنابراین، می‌توان از آن برای تشخیص اینکه آیا در یک محیط روشن است یا تاریک استفاده کرد. زمانی که نور زیر یک آستانه خاص باشد، ما یک پایه خروجی را روشن خواهیم کرد تا یک نور را فعال کنیم.

اجزای اصلی که به آن‌ها نیاز خواهید داشت شامل یک برد آردوینو، یک مقاومت 10k اهمی، LDR و چند سیم جامپر است. LDR به صورت یک تقسیم‌کننده ولتاژ با مقاومت متصل خواهد شد تا ولتاژ آنالوگ را بخواند، که بر اساس شدت نور تغییر خواهد کرد. ما از این ولتاژ برای کنترل یک LED یا سایر دستگاه‌های خروجی استفاده خواهیم کرد.

برای نمایش بصری از تنظیمات و شِفر (کود)، حتماً ویدیو مرتبط را بررسی کنید (در ویدیو در ۰:۱۰).

توضیح سخت‌افزار

مقاومت وابسته به نور (LDR) نوعی مقاومت است که مقاومت آن با افزایش شدت نور تابشی کاهش می‌یابد. این مقاومت معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شود که نیاز به نظارت بر سطوح نور وجود دارد. در تنظیمات ما، LDR برای تشخیص سطوح نور محیطی استفاده خواهد شد و ولتاژ آنالوگ متناسبی را به آردوینو ارسال خواهد کرد.

آردوینو این ولتاژ را از طریق یکی از پایه‌های آنالوگ خود خوانده و تصمیم می‌گیرد که آیا چراغ متصل را روشن یا خاموش کند بر اساس یک آستانه تعریف شده. مقاومت 10k اهم در پیکربندی تقسیم ولتاژ با LDR استفاده می‌شود تا یک خروجی ولتاژ پایدار ایجاد کند که آردوینو بتواند آن را بخواند.

جزئیات برگه داده

تولیدکننده	عمومی
شماره قطعه	LDR
مقاومت (نور)	۱۰۰ - ۵۰۰ اهم
مقاومت (تاریک)	۱۰ کیلو اهم - ۱ مگا اهم
ولتاژ کاری	۳.۳ ولت - ۵ ولت
زمان پاسخگویی	۲۰ میلی‌ثانیه (معمولی)
بسته	سوراخ عبوری

مطمئن شوید که سطح ولتاژ مناسب است؛ از ۵ ولت بیشتر نشود.
از یک مقاومت کششی برای تثبیت خوانش‌ها استفاده کنید.
مقدار مناسب مقاومت (10kΩ) را برای تقسیم ولتاژ انتخاب کنید.
در صورت نیاز، استفاده از خازن برای فیلتر کردن اغتشاش (نویز) را در نظر بگیرید.
در هنگام آزمایش، LDR را از منابع نور مستقیم دور نگه دارید.

دستورالعمل‌های سیم‌کشی

برای راه‌اندازی مدار، ابتدا یکی از پایه‌های LDR را به منبع تغذیه ۳.۳ ولت روی آردوینو متصل کنید. پایه دیگر LDR به یکی از سرهای مقاومت ۱۰ کیلو اهم متصل خواهد شد. سر دیگر مقاومت باید به زمین متصل شود.

سپس یک اتصال بین تقاطع LDR و مقاومت به یک پایه ورودی آنالوگ ایجاد کنید، مانندA0این اتصال به آردوینو اجازه می‌دهد تا ولتاژ را بخواند. اطمینان حاصل کنید که زمین آردوینو را به زمین مشترک مدار خود متصل کنید تا عملکرد صحیح تضمین شود.

نمونه‌های شِفر (کود) و راهنمایی

شِفر (کود) زیر ارتباط سریال را راه‌اندازی کرده و مقدار آنالوگ را از LDR می‌خواند. سپس این مقدار به ولتاژ تبدیل شده و در نمایشگر مسلسل چاپ می‌شود.

int LDRvalue = analogRead(A0); // Read the analog value from LDR
float voltage = LDRvalue * (5.0 / 1023.0); // Convert to voltage
Serial.print("Voltage ="); // Print label
Serial.print(voltage); // Print actual voltage

در این شِفر (کود)، متغیرLDRvalueخوانش آنالوگ خام از LDR را ذخیره می‌کند. ولتاژ بر اساس حداکثر مقدار آنالوگ (۱۰۲۳) و مرجع ولتاژ (۵ ولت) محاسبه می‌شود.

سپس بررسی می‌کنیم که آیا این ولتاژ زیر یک آستانه (در این مورد ۳ ولت) است تا یک پایه خروجی را کنترل کنیم.

if(voltage < 3 ){ 
  digitalWrite(10, HIGH); // Turn on the light
}else{
  digitalWrite(10, LOW); // Turn off the light
}

در اینجا، اگر ولتاژ اندازه‌گیری شده کمتر از ۳ ولت باشد، پایه خروجی (۱۰) را به HIGH تنظیم می‌کنیم که باعث روشن شدن چراغ می‌شود؛ در غیر این صورت، آن را به LOW تنظیم می‌کنیم که چراغ خاموش می‌شود. بررسی مداوم وضعیت چراغ امکان کنترل در زمان واقعی را بر اساس سطح نور محیط فراهم می‌کند.

نمایش / چه انتظاری باید داشت

پس از اتمام سیم‌کشی و بارگذاری شِفر (کود) خود، باید تغییرات ولتاژ را در مانیتور سری مشاهده کنید که با تغییر شدت نور بر روی LDR تغییر می‌کند. اگر LDR را بپوشانید، ولتاژ باید افزایش یابد و هنگامی که در معرض نور قرار گیرد، باید کاهش یابد. این رفتار به طور مستقیم بر روی پایه خروجی تأثیر خواهد گذاشت که کنترل نور را بر عهده دارد.

به خطرات رایج مانند ورودی‌های شناور یا سطوح ولتاژ نادرست توجه کنید که می‌توانند به خوانش‌های نادرست منجر شوند (در ویدیو در ۱۲:۳۰).