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2.12 Lichtempfindung

In dieser Lektion lernen wir, wie man einen Fotowiderstand (auch bekannt als lichtabhängiger Widerstand oder LDR) mit dem Raspberry Pi Pico 2 W verwendet, um die Lichtintensität zu messen. Ein Fotowiderstand ändert seinen Widerstand in Abhängigkeit von der Menge des empfangenen Lichts: je heller das Licht, desto geringer der Widerstand. Dies macht ihn ideal zur Erkennung von Veränderungen im Umgebungslicht.

• Fotowiderstand

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	KAUF-LINK
Pico 2 W Starter Kit	450+	Pico 2 W Kit

Sie können sie auch separat über die untenstehenden Links kaufen.

SN	KOMPONENTENVORSTELLUNG	MENGE	KAUF-LINK
1	Einführung in den Pico 2 W	1
2	Micro-USB-Kabel	1
3	Breadboard	1	KAUFEN
4	Jumper-Kabel	Mehrere	KAUFEN
5	Widerstand	1(10KΩ)	KAUFEN
6	Fotowiderstand	1	KAUFEN

Schaltplan

In diesem Schaltkreis sind ein 10K-Widerstand und ein Fotowiderstand in Serie geschaltet und bilden einen Spannungsteiler. GP28 liest die Spannung über den Fotowiderstand, während der 10K-Widerstand als Schutz dient, indem er den Strom begrenzt.

• Helles Licht: Der Widerstand des Fotowiderstands verringert sich, was seine Spannung und den GP28-Wert senkt. Bei starkem Licht nähert sich sein Widerstand Null, und GP28 liest nahezu 0. In diesem Moment spielt der 10K-Widerstand eine schützende Rolle, sodass 3,3 V und GND nicht zusammen verbunden werden, was zu einem Kurzschluss führen würde.

• Dunkelheit: Der Widerstand des Fotowiderstands erhöht sich, was seine Spannung und den GP28-Wert erhöht. Bei völliger Dunkelheit ist sein Widerstand nahezu unendlich (der 10K-Widerstand ist vernachlässigbar), und GP28 liest nahezu 1023.

Die Berechnungsformel ist unten angegeben.

Digitalwert = (Analogspannung/3.3V) * 1023

Verdrahtung

Code schreiben

const int sensorPin = 28;   // Fotowiderstand an GP28 (ADC2) angeschlossen

void setup() {
  Serial.begin(115200);    // Initialisiere Serial Monitor
}

void loop() {
  // Lies den Analogwert vom Fotowiderstand
  int sensorValue = analogRead(sensorPin);
  // Drucke den Sensorwert auf den Serial Monitor
  Serial.println(sensorValue);
  delay(500);  // Warte eine halbe Sekunde, bevor erneut gelesen wird
}

Wenn der Code läuft und der Serial Monitor geöffnet ist:

• Beobachtung der Sensorenwerte:

  Sie sollten eine Reihe von Zahlen sehen, die die analogen Werte vom Fotowiderstand darstellen.

• Interaktion mit dem Fotowiderstand:

  • Leuchte mit einer Taschenlampe oder einer Lampe auf den Fotowiderstand. Die Sensorenwerte sollten sinken (da der Widerstand mit mehr Licht abnimmt).

  • Bedecke den Fotowiderstand mit deiner Hand oder platziere ihn in einem dunklen Bereich. Die Sensorenwerte sollten steigen (da der Widerstand mit weniger Licht zunimmt).

Code verstehen

1. Sensor-Pin definieren:

   Weist sensorPin GPIO 28 zu, der mit dem analogen Eingang verbunden ist.

   const int sensorPin = 28;   // Fotowiderstand an GP28 (ADC2) angeschlossen
   

2. Serielle Kommunikation initialisieren:

   Startet die serielle Kommunikation, die es Ihnen ermöglicht, Nachrichten auf den Serial Monitor zu drucken.

   Serial.begin(115200);
   

3. Den Analogwert lesen:

   Liest die Analogspannung am sensorPin und gibt einen Wert zwischen 0 und 1023 zurück.

   int sensorValue = analogRead(sensorPin);
   

4. Sensorwert ausdrucken:

   Gibt den Sensorwert auf den Serial Monitor aus.

   Serial.println(sensorValue);
   

5. Eine Verzögerung hinzufügen:

   Wartet 500 Millisekunden vor der nächsten Messung.

   delay(500);
   

Spannung umrechnen

Wenn Sie den tatsächlich gelesenen Spannungswert sehen möchten, können Sie den Code wie folgt ändern:

const int sensorPin = 28;   // Fotowiderstand an GP28 (ADC2) angeschlossen

void setup() {
  Serial.begin(115200);    // Initialisiere Serial Monitor
}

 void loop() {
   int sensorValue = analogRead(sensorPin);
   // Wandle den Analogwert in Spannung um
   float voltage = sensorValue * (3.3 / 1023.0);
   Serial.print("Sensor Value: ");
   Serial.print(sensorValue);
   Serial.print("  Voltage: ");
   Serial.print(voltage);
   Serial.println(" V");
   delay(500);
 }

Weitere Erkundungen

• Ein LED steuern, abhängig vom Licht:

  Verwenden Sie den Fotowiderstand, um die Helligkeit einer LED zu steuern oder sie basierend auf Lichtniveaus ein- und auszuschalten.

• Datenaufzeichnung:

  Zeichnen Sie die Lichtintensität über die Zeit auf, um Änderungen in der Umgebung zu überwachen.

• Nachtlicht bauen:

  Erstellen Sie ein Licht, das sich automatisch einschaltet, wenn es dunkel wird.

Schlussfolgerung

In dieser Lektion haben Sie gelernt, wie man einen Fotowiderstand mit dem Raspberry Pi Pico verwendet, um die Lichtintensität zu messen. Indem Sie die analoge Spannung aus einem Spannungsteilerkreis lesen, können Sie Veränderungen in den Lichtverhältnissen erkennen und diese Informationen in Ihren Projekten nutzen.