Lekcja 7: Pomiar natężenia światła.
Ta lekcja dotyczy pomiaru natężenia światła za pomocą Fotorezystora 20-30 kΩ GL5537-1. Jest to przyrząd, którego rezystancja (opór) zmienia się pod wpływem światła. Specyfikacja czujnika poniżej.
 |
Na początek dokonamy prostego sprawdzenia czujnika wg schematów poniżej. Zwróćmy tylko uwagę, że wartość opornika, który użyliśmy do połączenia fotorezystora do GND to 4,7kOhm - co później się wyjaśni w rozważaniach w dalszej części lekcji.
Piszemy kod jak poniżej:
int fotoPin = 0;
int fotoDane;
void setup(void) {
Serial.begin(9600);
}
void loop(void) {
fotoDane = analogRead(fotoPin);
Serial.print("Oswietlenie = ");
Serial.println(fotoDane);
delay(1000);
}
W linii 1 definiujemy numer pinu analogowego A0, którym będziemy wczytwać dane z czujnika.
W linii 2 definiujemy wartość chwilową danych fotoDane przechwyconych przez odczyt z pinu fotoPin, co widzimy w
linii 7. W liniach 8 i 9 wypisujemy dane przez port szeregowy USB.
Wystraczy załadować program i zasłaniając lub odkrywając fotorezystor powinniśmy otrzymać wyniki w postaci liczb w Serial Monitorze.
Widzimy, że układ działa i reaguje na natężenie światła padającego na fotorezystor. Oczywiście następnym krokiem będzie wyskalowanie układu tak, by otrzymać natężenie oświetlenia w określonych jednostkach. Jednostką natężenia oświetlenia w układzie SI jest luks (lx). Natężenie oświetlenia jest jedyną wielkością światła, która nie charakteryzuje samego źródła światła, lecz jasność oświetlenia powierzchni. Dla orientacji poniżej znajduje się tabela przykładowych natężeń:
| Natężenie | Przykład |
| 0.002 lux | Bezksiężycowe bezchmurne niebo nocne |
| 0.27 - 1 lux | Bezchmurne niebo z księżycem w pełni |
| 50 lux | Pokój rodzinny |
| 80 lux | Korytarz |
| 300 - 500 lux | Zachód słońca lub wschód słońca w bezchmurny dzień |
| 1,000 lux | Oświetlenie studia telewizyjnego |
| 10,000 - 25,000 lux | Południe w słońcu |
| 32,000 - 130,000 lux | Południe w słońcu patrząc w kierunku słońca |
Na początek sprawdzimy jak zachowuje się opór naszego fotorezystora bezpośrednio przez multimetr cyfrowy. Wykonujmey pomiar dla światła padającego bezpośrednio na fotorezystor, a następnie dla zakrytego fotorezystora. Należy zwrócić uwagę na to, że charakterystyka oporu fotorezystora w zależności od długości fali światła nie jest liniowa, tzn. zależy również od koloru światła. Wynika z tego, że otrzymamy różne wyniki w zależności od tego jakie źródło światła będzie oświetlało nasz układ. Inny kolor (długość fali) ma przecież światło dzienne, inny światło z tradycyjnej żarówki a jeszcze inne z żarówki ledowej.
Z przykładowych pomiarów widać, że opór waha się od 1kOhm do 1MOhm. Poniżej charakterystyka fotorezystora w zależności od długości fali światła (koloru), z której wynika, że maksimum przypada dla długości fali 540nm (światło o barwie zielonej).
Z dokumentacji producenta fotorezystora wynika, że natężenie 100Lx uzyskujemy przy zakresie oporu 4.2kOhm - 7.5kOhm. Zwróćmy uwagę na to, że charakterystyka natężenia względem oporu jest nieliniowa i wykres jest logarytmiczny.
Powrót do spisu materiałów