Einfachen Hindernissensor mit Arduino bauen – IR-LED & Photodiode Tutorial

Benötigte Komponenten

Software

• Arduino IDE

Aufbau

1. IR-LED Anode → 150 Ω → 5V
2. IR-LED Kathode → GND
3. Photodiode Anode → GND
4. Photodiode Kathode → 3 kΩ → Digital Pin 2
5. Photodiode Kathode → Analog Pin A0
6. Grüne LED → Digital Pin 13
7. Rote LED → Digital Pin 12

Die IR-LED sendet kontinuierlich Infrarotlicht. Wird ein Objekt davor platziert, wird Licht reflektiert und trifft auf die Photodiode. Diese leitet einen Strom proportional zur Lichtintensität. Der Spannungsabfall am 3 kΩ-Widerstand wird an A0 gemessen.

Code

int photoDiode = 2;   // Digitaler Pin (nicht direkt genutzt, Pullup via 3k an A0)
int greenLed = 13;
int senRead = 0;      // A0
int senseRate = 905;  // Schwellwert (kalibrieren!)

void setup() {
  pinMode(photoDiode, OUTPUT);
  pinMode(greenLed, OUTPUT);
  pinMode(12, OUTPUT);
  digitalWrite(photoDiode, HIGH); // Photodiode Kathode auf HIGH (über 3k an A0)
  digitalWrite(greenLed, LOW);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int val = analogRead(senRead);
  Serial.println(val);

  if (val <= senseRate) {
    // Objekt erkannt: reflektiertes Licht → höherer Strom → niedrigere Spannung an A0
    digitalWrite(12, HIGH);  // Rote LED an
    digitalWrite(greenLed, LOW);
    delay(20);
  } else {
    // Kein Objekt
    digitalWrite(12, LOW);
    digitalWrite(greenLed, HIGH);
    delay(20);
  }
}

Funktionsweise & Kalibrierung

• Ohne Objekt: Photodiode empfängt wenig Streulicht → hoher Widerstand → hohe Spannung an A0 (nahe 1023)
• Mit Objekt: Reflexion → mehr Licht → niedrigerer Widerstand → niedrigere Spannung an A0
• Schwellwert senseRate muss experimentell bestimmt werden! Im Serial Monitor Werte beobachten und Mitte wählen.

Schaltplan

Siehe Bild: IR-LED an 5V/150Ω, Photodiode mit 3kΩ an A0 und D2, zwei Anzeige-LEDs an D12/D13.

Anwendungen

Basis für Linienfolger, Hinderniserkennung, Drehzahlmessung, Lichtschranken. Kosten: wenige Cent.