Lichtintensitätssensor:Funktionen, Anwendungen und Verwendung mit Arduino

Lichtintensitätssensor

Bildquelle:Flickr

Müssen Sie eine relative Entfernung von Ihrer Lichtquelle messen? Oder benötigen Sie ein effizientes Gerät, um die Helligkeit Ihrer Lichtquelle zu messen? Dann brauchen Sie einen Lichtintensitätssensor.

Was ist es? Wie funktioniert es? Keine Sorge, dieser Artikel gibt Ihnen eine Aufschlüsselung des Geräts, indem er die Funktionen, Anwendungen und mehr hervorhebt.

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Was ist ein Lichtintensitätssensor?

Der Lichtintensitätssensor ist ein Gerät, das wie ein Tachometer funktioniert. Das heißt, es funktioniert, indem es Licht wahrnimmt. Aber Licht ist nicht einfach. Der Lichtintensitätssensor misst also das Licht basierend auf der Größe eines Kollektors. Einige Beispiele für Kollektoren sind Ladegeräte für Solartelefone, Deponie-Solaranlagen usw.

Vor diesem Hintergrund ist es wichtig, die Einheiten zu kennen, die die Intensität des Lichtsensors misst, um das Gerät zu verstehen.

Die Lichtintensitätssensoreinheiten

Lumen

Diese Einheit misst den gesamten Lichtstrom einer Glühbirne. Ein Lumen ist also das Produkt aus der Lichtstärke (gemessen in Candela) und dem Winkel, den der Strahl ausfüllt (gemessen in Steradiant).

Wenn Sie also beispielsweise eine Glühbirne haben, die sichtbares Licht in verschiedene Richtungen mit einer Lichtstärke von 20 Candela erzeugt, beträgt Ihr Lichtstrom 251 Lumen.

Und das gilt, wenn man die Lichtstärke mit den vollen 4π Steradianten multipliziert. Daher erzeugt diese Lampe unabhängig von der Konzentration oder Reflexion des Lichts einen Lichtstrom von 251 Lumen.

Kandela

Dieses Gerät zeigt die Stärke des Lichts für das menschliche Auge an. Tatsächlich verwendet das Gerät die offizielle SI-Formel, die die Wellenlänge des Lichts in einem Strahl misst. Aber es stützt sich weitgehend auf seine Empfindlichkeit für das menschliche Auge.

Interessanterweise ist die Candela nicht ideal, um Taschenlampen und Glühbirnen zu vergleichen.

Darüber hinaus hängt die Intensität des Strahls von der Ausgangskonzentration in einer bestimmten Richtung und der Lampenleistung ab. Daher benötigen Sie ein Lumen, um den Messbereich der Leistung einer Glühbirne genau zu bestimmen.

Lux

Diese Einheit misst den Lichtstrom für jede Flächeneinheit. Lux steht also für ein Lumen pro Quadratmeter. Außerdem ist das Gerät nützlich, um die Lichtintensität zu messen, die durch eine Oberfläche fällt. Mit anderen Worten, Lux ist die Gesamtlichtmenge, die auf eine bestimmte Oberfläche trifft.

Wie funktionieren Lichtintensitätssensoren?

Lichtintensitätssensoren messen die Beleuchtungsstärke mit verschiedenen Geräten wie:

Fotowiderstand

Der Fotowiderstand ist ein Gerät, das den Widerstand ändert, wenn Sie die Lichthelligkeit ändern. Daher können Sie es verwenden, um festzustellen, wann das Licht aus oder an ist. Alternativ können Sie das Gerät verwenden, um die Lichtverhältnisse zu vergleichen. Außerdem spielen sie eine wesentliche Rolle im Lichtintensitätssensor.

Fotodiode

Gelegentlich verwenden Lichtintensitätssensoren die Fotodiode, um die Beleuchtungsstärke zu messen. Typischerweise verwenden Fotodioden den Effekt der inneren fotoelektrischen Vorrichtung. Das heißt, Elektronen lösen sich, wenn ein Lichtstrahl auftrifft. Dadurch fließt elektrische Energie. Daher können Sie den Strom messen, mit dem die Lichtbeleuchtungsstärke zurückkehrt. Ein hervorragendes Beispiel für Geräte, die als Photodioden-Lichtintensitätssensoren funktionieren, sind Sonnenkollektoren.

Fototransistoren

In Wahrheit funktioniert dieser Lichtintensitätssensor wie eine Fotodiode und Verstärkung. Durch die Verstärkung haben Fototransistoren eine höhere Lichtempfindlichkeit. Aber sie sind nicht ideal für die Erkennung von Schwachlicht wie Fotodioden.

Merkmale eines Lichtintensitätssensors

• Ausgezeichnete Stabilität
• Die Ausgangsschnittstellen mit Spannung und RS485
• Es hat einen großen Messbereich
• Der Sensor hat die Schutzart IP66
• Kommt mit eingebautem TVS/ESD

Anwendungen des Lichtintensitätssensors

Hier sind die verschiedenen Anwendungen, in denen Sie Lichtintensitätssensoren verwenden können.

1. Sicherheit

Aus Sicherheitsgründen werden die Sensoren mit Lasern kombiniert, um bestimmte unsichtbare Strahlen als Sicherheitsbarrieren zu erzeugen.

2. Autos

Bei Neuwagen helfen einige Sensoren, die Scheinwerfer automatisch einzuschalten.

3. Unterhaltungselektronik

Lichtsensoren helfen, die Bildschirmhelligkeit von Mobiltelefonen in dunklen Bereichen zu erhöhen.

4. Straßenlaternen

Nachts schalten sich die Lichtsensoren in Straßenlaternen ein, wenn sie vorbeifahrende Fußgänger oder Autofahrer erkennen.

5. Medizin

Sie finden Lichtintensitätssensoren in Pulsoximetrie- und Herzmonitoren.

6. Gartenbau

Lichtintensitätssensoren arbeiten mit Sprinkleranlagen, die im Gartenbau verwendet werden. Sie erkennen Sonnenlicht und aktivieren die Sprinkler, um zu arbeiten und die Bäume und Pflanzen gut mit Feuchtigkeit zu versorgen.

7. Solar

Lichtsensoren helfen dabei, Sonnenstrahlen zu erkennen und die Solarmodule auszurichten, um das Beste aus der Sonnenenergie herauszuholen.

Wie man den Lichtintensitätssensor mit Arduino baut

Um dieses Projekt richtig auszuführen, müssen Sie den Arduino-Analogeingang mit einem Fotowiderstand kombinieren. Dann können Sie die Funktion analogRead() verwenden, um die Arduino-Werte zu messen und zu lesen. Programmieren Sie anschließend Pin 3 auf LOW oder HIGH, um die LED-Leuchten aus- oder einzuschalten.

Interessanterweise liegt der Schwellenwert für den Arduino normalerweise bei 150. Daher steuert der Arduino die LED-Leuchten so, dass sie ausgehen, wenn der Analogwert unter 150 liegt. Wenn der Analogwert des Arduino jedoch über 150 liegt, gehen die LED-Leuchten automatisch an ein.

Was sind die erforderlichen Werkzeuge, um die Arduino-LED-Leuchten einzurichten?

Hier sind die notwendigen Materialien, die für die Durchführung dieses Projekts erforderlich sind.

• LED (2)

• 1K Ohm Widerstand (1)

• 470 Ohm Widerstände (2)
• Arduino-Board (1)

• Überbrückungsdrähte

• Brotbrett (1)

• Fotowiderstand (1)

Fotowiderstand zum Erfassen der Lichtintensität

So verdrahten Sie das Setup in 8 Schritten

Schaltplan der Arduino-Lichtintensität

Bildquelle:Arduino. cc

1. Verbinden Sie zunächst den ersten der beiden LDR-Anschlüsse mit 5 Volt. Verbinden Sie dann den zweiten LDR-Anschluss mit dem GND auf der Platine über den 1K-Ohm-Widerstand.

2. Verbinden Sie den analogen A1-Stift mit dem Ende eines Überbrückungskabels. Verbinden Sie dann das andere Ende des Überbrückungskabels mit dem nicht geerdeten Anschluss des 1K-Widerstands.

3. Verbinden Sie als nächstes die LEDs in einem entsprechenden Pfad über den 470-Ohm-Widerstand – während Sie die negativen Anschlüsse erden – wie in der obigen Abbildung zu sehen.

4. Kombinieren Sie die LED-Plusklemmen mit Pin drei über den zweiten 47-Ohm-Widerstand.

5. Verbinden Sie als Nächstes den GND-Pin des Arduino mit den geerdeten Anschlüssen.

6. Bringen Sie das Arduino zum Laufen, indem Sie es über das Arduino-USB-Kabel anschließen.

7. Verwenden Sie als Nächstes die Arduino IDE-Software, um das Arduino-Programm auf ein System hochzuladen.

8. Versorgen Sie schließlich Ihr Arduino-Board über ein USB-Kabel oder eine Batteriequelle mit Strom.

So testen Sie, ob Ihr Arduino-Lichtintensitätssensor funktioniert

Stellen Sie zunächst sicher, dass Ihr Raum dunkel ist, da die LEDs nicht funktionieren, wenn der Raum hell oder beleuchtet ist. Verwenden Sie dann Ihre Hand, um den Fotowiderstand abzudecken, und bestätigen Sie, ob die LED aufleuchtet. Legen Sie danach den Fotowiderstand frei und prüfen Sie, ob die LED erlischt.

Hier ist ein Bild des Arduino-Codes, der zum Ausführen des Projekts erforderlich ist.

Arduino-Code

Bildquelle:Arduino. cc

Zusammenfassung

Mit den ausführlichen Informationen in diesem Artikel über Lichtstärkesensoren sollten Sie umfassend über das Thema informiert sein. Außerdem können Sie die Schritte erflehen und die erforderlichen Werkzeuge verwenden, um Ihren Arduino-Lichtsensor zu bauen.

Fällt es Ihnen immer noch schwer, Ihre Arduino-Lichtsensoren zu bauen? Wir helfen Ihnen gerne weiter. Nehmen Sie noch heute Kontakt mit uns auf.