3.3.2 Lichtintensitätsdetektor

3.3.2.1 Überblick

Der Lichtintensitätsdetektor, auch bekannt als Beleuchtungsstärkemesser oder Luxmeter, ist ein spezialisiertes Messgerät zur Erfassung der gesamten Lichtmenge (d. h. der Beleuchtungsstärke), die auf eine Oberfläche fällt. Er arbeitet hauptsächlich auf Basis des photoelektrischen Effekts.

In diesem Projekt wird die vom Lichtsensor erkannte Helligkeit in Echtzeit auf dem OLED angezeigt. Überschreitet sie einen bestimmten Wert, gibt der Lautsprecher auf dem Board einen Alarmton aus, der als Warnung und Erinnerung dient.

Lichtintensitätsdetektoren werden in nahezu allen Situationen eingesetzt, in denen „Licht“ quantifiziert werden muss, z. B. Außen- und Straßenbeleuchtung, Innenraumbeleuchtungsplanung und -abnahme, Foto- und Videoproduktion, Architektur und Gesundheit usw.

3.3.2.2 Komponentenkenntnisse

micro:bit Lichtsensor

Da das micro:bit board keinen eigenen Fotowiderstand enthält, übernimmt die LED-Matrix diese Aufgabe. Das Lichtsignal wird in einen Eingangswert umgewandelt, und die Spannungsabfallzeit wird abgetastet, sodass die ermittelte Lichtintensität ein relativer Wert ist. (Hinweis: die Lichthelligkeit wird an die serielle Schnittstelle ausgegeben und ist ein relativer Wert.)

micro:bit Lautsprecher

Das micro:bit-Board verfügt über einen eingebauten Lautsprecher, wodurch das Erzeugen von Tönen in Programmen vereinfacht wird. Er kann Geräusche wie Kichern, Begrüßungen und Gähnen sowie verschiedene Töne, Noten und Rhythmen wiedergeben. Zum Beispiel kann er das Lied Ode an die Freude spielen.

3.3.2.3 Benötigte Komponenten


micro:bit V2 Hauptplatine ×1	micro:bit Shield ×1	OLED Anzeige ×1

micro USB-Kabel ×1	4-poliges Kabel ×1	Batteriehalter ×1

AA-Batterien (selbst bereitgestellt) ×6

3.3.2.4 Verdrahtungsdiagramm

⚠️ Beim Verdrahten beachten Sie bitte die Kabelfarben.

OLED display	wire color	micro:bit shield pin	micro:bit board pin
GND	schwarz	G	G
VCC	rot	V2	V
SDA	blau	20	P20
SCL	grün	19	P19

3.3.2.5 Code-Ablauf

3.3.2.6 Testcode

⚠️ Beachten Sie, dass die Schwelle in der Bedingung „if()…else if()…“ je nach tatsächlicher Situation angepasst werden kann.

Vollständiger Code:

Kurze Erläuterung:

① OLED initialisieren und OLED löschen.

② Das OLED zeigt den Helligkeitswert in einer Zeile an.

③ Bedingte Anweisung: if()…else if()…else…

Wenn die erkannte Helligkeit größer oder gleich 100 ist, zeigt die 5×5 LED-Matrix und der Lautsprecher gibt den Alarmton 1 aus.

Liegt die erkannte Helligkeit zwischen 0 und 100, zeigt die 5×5 LED-Matrix und der Lautsprecher gibt den Alarmton 2 aus.

Andernfalls zeigt die 5×5 LED-Matrix nichts und der Lautsprecher bleibt stumm.

④ Verzögerung 1000 ms (1 s).

3.3.2.7 Testergebnis

Nachdem die Verdrahtung abgeschlossen und über das micro USB-Kabel eingeschaltet wurde, schließen Sie die externe Stromversorgung (6 AA-Batterien) an, um eine ausreichende Stromversorgung sicherzustellen.

Für die Windows 10 App einfach auf Download klicken. Im Browser senden Sie die “.hex”-Datei an das micro:bit-Board.

Nachdem der Testcode auf das micro:bit-Board hochgeladen wurde, zeigt das OLED in Echtzeit den vom Lichtsensor erfassten Helligkeitswert an.

Wenn die erkannte Helligkeit größer als 100 ist, zeigt die 5×5 LED-Matrix und der Lautsprecher gibt den Alarmton 1 als hochstufige Warnung aus. Liegt die erkannte Helligkeit zwischen 0 und 100, zeigt die 5×5 LED-Matrix und der Lautsprecher gibt den Alarmton 2 als niedrigstufige Warnung aus. Andernfalls zeigt die 5×5 LED-Matrix nichts und der Lautsprecher bleibt stumm.

⚠️ Hinweis: Die Bausteine im Experiment sind nicht in diesem Kit enthalten.

(Tipp: Wenn kein Ergebnis angezeigt wird, drücken Sie bitte die Reset-Taste des micro:bit-Boards.)