1、 光敏传感器简介 #
光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器,它的敏感波长在可见光波长附近,包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测,它还可以作为探测元件组成其他传感器,对许多非电量进行检测,只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。
光敏传感器组成:
(1)敏感元件:它能直接感受被测非电量,并按一定规律将其转换成与被测非电量有确定对应关系的其他物理量。
(2)转换器件(又称变换器、传感器件):将敏感元件输出的非电物理量(如光强等)转换成电路参量。
(3)信号调节(转换)电路:将转换器件输出的电信号进行放大、运算、处理等,以获得便于显示、记录、处理和控制的有用电信号。
(4)辅助电源:它的作用是提供能源。有的传感器需要外部电源供电;有的传感器则不需要外部电源供电,如压电传感器。
光敏电阻器又叫光感电阻,是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;不受光照时的电阻称为暗电阻,入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大,光照停止,电阻又恢复最大值。其工作原理是基于内光电效应。光敏传感器内装有一个高精度的光电管, 光电管内有一块由”针式二管”组成的小平板, 当向光电管两端施加一个反向的固定压时, 任何光照对它的冲击都将导致其释放出电子, 光照强度越高, 光电管的电流也就越大, 电流通过一个电阻时, 电阻两端的电压被转换成可被采集器的数模转换器接受的0-5V 电压, 然后采集以适当的形式把结果保存下来。 简单的说,光敏传感器就是利用光敏电阻受光线强度影响而阻值发生变化的原理向外发送光线强度的模拟信号。
本次实验使用光敏传感器有除了接电源高低电平的VCC和GND针脚外,还有一个模拟量输出针脚A0和数字量输出针脚D0,当光照强度逐渐增加时,A0输出的模拟量在1023~0之间变化,其中某个数值点,会导致D0针脚输出翻转由1变成0。
2、 光敏电阻传感器的应用 #
光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一,它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。光敏传感器的种类繁多,主要有:光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、光电耦合器、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD 和CMOS 图像传感器等。
3、 所需元件清单
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Arduino Uno主板
USB数据线
光敏传感器
面包板
9V电池
杜邦导线
4、 动手实验
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将模拟温度传感器传感器正确连结控制板,通过模拟针脚接控制板A0接口端,数字针脚空置,主板D8接口连结继电器输入信号引脚,当光照强度逐渐增加时,观察串口输出窗口显示A0输出值变化,以及继电器和D13口旁边led灯状态变化。
A实验接线图
B实验程序图
5拓展训练 #
实验2:分别测试常见光源(超过三种)的光敏电阻模拟值并记录。
实验3:冲洗照片需要暗室,制作一个暗室光照报警设备,使用器材包括光敏传感器,和蜂鸣器。