4.2 Projekt: Lichtsteuerungssystem

In diesem Projekt werden wir ein Lichtsteuerungssystem mit einem Fotowiderstand und einer LED aufbauen. Es ist ein intelligentes System zur Lichtanpassung, das Energie spart und die Effizienz steigert.

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Dieses System ist mit verschiedenen Bedingungen kompatibel. Dank seines Fotowiderstands ist es in der Lage, die Lichtintensität bei Tag oder Nacht zu erkennen, wodurch ein intelligenteres und energiesparenderes System realisiert wird.

Wenn der Fotowiderstand erkennt, dass die Umgebungshelligkeit unter dem eingestellten Wert liegt, leuchtet die LED auf. Im Gegenteil, wenn die Umgebungslichtintensität höher als der eingestellte Wert ist, sendet der Fotowiderstand ein anderes Signal, um die LED auszuschalten.

4.2.1 Flussdiagramm

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4.2.2 Fotowiderstand

Beschreibung:

Ein Fotowiderstand, auch Fotosensor genannt, wandelt ein Lichtsignal in ein elektrisches Signal (Spannung, Strom und Widerstand) um.

Funktionsprinzip:

Wir platzieren einen Fotowiderstand in einer Reihenschaltung und legen eine geeignete Spannung an beide Pole an. Wenn kein Licht vorhanden ist, ist der Widerstand unendlich und der Stromkreis ist fast offen. Wenn jedoch Licht vorhanden ist, nimmt der Widerstand ab, während der Strom zunimmt, und es ist einem Kurzschluss gleichwertig, wenn die Lichtintensität ausreichend ist.

Jetzt werden wir den Wert des Fotowiderstands durch Programmierung auf dem ESP32 Entwicklungsboard auslesen.

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Schaltplan:

Wenn Licht auf den Fotowiderstand trifft, ist der Widerstand umso kleiner, je stärker das Licht ist, und desto größer ist die VCC-Spannung, die durch den Widerstand fließt.

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Parameter:

  • Spannung: 3~5V

  • Strom: 0,2mA

  • Leistung: 1mW

  • Spektrum-Spitzenwert: 540nm

  • Heller Widerstand (10lux): 5~10KR

  • Dunkler Widerstand: 0,5MR

Schaltplan:

Verbinden Sie den Fotowiderstand mit io34.

Achtung: Verbinden Sie Gelb mit S (Signal), Rot mit V (Strom) und Schwarz mit GND. Nicht vertauschen!

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Testcode:

  • Initialisieren Sie den seriellen Port.

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  • Definieren Sie eine globale Variable “item” als Fotowiderstandswert.

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  • Setzen Sie “item” auf den gelesenen Wert und geben Sie ihn auf dem seriellen Monitor aus.

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Vollständiger Code:

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Testergebnis:

Öffnen Sie den seriellen Monitor.

Je heller das vom Fotowiderstand erfasste Licht ist, desto größer ist der Wert.

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4.2.3 Lichtsteuerungssystem

Schaltplan:

Verbinden Sie den Fotowiderstand mit io34 und die LED mit io27.

Achtung: Verbinden Sie Gelb mit S (Signal), Rot mit V (Strom) und Schwarz mit GND. Nicht vertauschen!

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Testcode:

Code-Fluss:

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  • Bestimmen:

    • Der Wert des Fotowiderstands >= 800, LED schaltet sich aus.

    • Der Wert des Fotowiderstands =< 800, LED schaltet sich ein.

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Vollständiger Code:

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Testergebnis:

Wenn der Wert des Fotowiderstands größer als 800 ist (tagsüber), geht die LED aus. Wenn der Wert jedoch kleiner als 800 ist, schaltet sich die LED automatisch ein.

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Verschiedene Bedingungen können diese Art von System nutzen. Dank seines Fotowiderstands ist es in der Lage, die Lichtintensität bei Tag oder Nacht zu erkennen, was Energie spart und das gesamte System intelligent macht.

4.2.2 FAQ

F: Der Wert des Fotowiderstands kann nicht 0 sein.

A: Im wirklichen Leben gibt es wenig Licht, auch wenn Sie alle Lichter in Ihrem Zimmer ausschalten, so dass der Wert des Fotowiderstands nur gegen 0 geht, anstatt gleich 0 zu sein.

F: Nach dem Hochladen des Codes leuchtet die LED nicht, obwohl der Raum dunkel und ohne Licht ist.

A: Erhöhen Sie den bestimmten Wert des Fotowiderstands. In unserem Beispiel haben wir ihn auf 800 gesetzt. Sie können ihn also auf 1000 oder einen größeren Wert einstellen.

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