Steuerung von Linearantrieben mit einem lichtabhängigen Widerstand

Lichtabhängige Widerstände

Lichtabhängige Widerstände (LDR) oder Fotowiderstände sind variable Widerstände, deren Widerstandswert sich basierend auf der vom fotoelektrischen Element erfassten Lichtmenge ändert. Im Allgemeinen ist der Widerstandswert des Fotowiderstands umso niedriger, je mehr Licht auf den Fotowiderstand fällt [1]. Dies kann sehr nützlich sein, da dieser sich ändernde Widerstandswert als Hinweis auf die vorhandene Lichtmenge abgelesen und von a verwendet werden kann Mikrocontroller eine entsprechende Aktion ausführen. LDRs werden wie unten häufig als kostengünstiges und grundlegendes Element verwendet. Sie können jedoch auch Lichtsensoren finden, die speziell für die Erkennung von Sonnenlicht oder UV-Licht entwickelt wurden. Je nachdem, welchen Sensor Sie auswählen, müssen Sie möglicherweise das Datenblatt konsultieren, um zu erfahren, wie Sie ihn mit Ihrem Mikrocontroller verbinden.

Fotowiderstand

Sind Fotowiderstände optische Sensoren?

Die kurze Antwort lautet: Ja, Fotowiderstände sind optische Sensoren. Aber nicht alle optischen Sensoren funktionieren wie Fotowiderstände. Optische Sensoren sind eine Familie von Sensoren, die Licht auf verschiedene Arten nutzen. Einige optische Sensoren verwenden Licht, um das Vorhandensein eines Objekts zu erkennen oder sogar in Rückkopplung in Linearantrieben, während Fotowiderstände einen Hinweis darauf geben, wie viel Licht vorhanden ist. Bei der Suche nach einem Lichterkennungssensor ist es wichtig, den Unterschied zwischen Fotowiderständen und anderen optischen Sensoren zu kennen.

 Optischer Sensor in einem linearen Aktor

Mögliche Anwendungsfälle mit Linearantrieben

LDRs können in Verbindung mit verwendet werden Linearantriebe für zwei grundlegende Zwecke; Das erste ist, dass der Aktuator reagiert, wenn zu viel Licht vorhanden ist, und das andere ist, dass sich der Aktuator bewegt, um die vom LDR gesehene Lichtmenge zu maximieren. Der erste Anwendungsfall ist nützlich für Anwendungen, bei denen Sie die Lichtmenge minimieren möchten, z. B. zum Schutz lichtempfindlicher Pflanzen oder zur Automatisierung eines Baldachins über einer Terrasse oder Veranda. Der zweite Anwendungsfall ist in Anwendungen wie Solarmodulen nützlich, in denen Sie versuchen, sie zu positionieren, um die von den Modulen wahrgenommene Lichtmenge zu maximieren.

Solarplatten

Verwendung eines LDR zur Steuerung eines Linearaktuators

Glücklicherweise ändert sich das Feedback vom LDR in keinem der beiden Anwendungsfälle, sodass das Verbinden und Lesen des Feedbacks vom LDR identisch implementiert werden kann. Um den Fotowiderstand einzurichten, müssen Sie lediglich die positive Seite des Fotowiderstands an eine geeignete Stromversorgung und die negative Seite an einen analogen Pin eines Mikrocontrollers wie z Arduino, um die Ausgabe zu lesen. Sie sollten auch einen Widerstand, der mit Masse verbunden ist, an die Ausgangsseite des Fotowiderstands anschließen, wie unten gezeigt, um die analogen Pins des Mikrocontrollers zu schützen.

 Fotowiderstand an ein Arduino angeschlossen

 

Sie können den Linearantrieb mit dem Mikrocontroller entweder mit einem Paar von Antrieben ansteuern Relais oder mit a Kraftfahrer. Informationen dazu finden Sie in unserem Blog unter So steuern Sie einen Linearaktuator mit einem Arduino. Die Positionierung Ihres LDR-Sensors hängt von Ihrem Anwendungsfall ab. Wenn Sie versuchen, einen Bereich vor Licht zu schützen, möchten Sie den LDR mit allem, was Sie schützen möchten. Wenn Sie jedoch die Belichtung maximieren möchten, muss sich der Sensor mit dem Objekt bewegen, dem Sie ausgesetzt sind Licht. Das Lesen der Rückmeldung vom LDR ist in beiden Fällen identisch, da Sie einfach die analoge Spannung von der Ausgangsseite des Sensors ablesen.

Wie Sie dieses Feedback zur Steuerung Ihres Linearantriebs verwenden, hängt von Ihrer Anwendung und Ihrem Anwendungsfall ab. Für den ersten Anwendungsfall, in dem Sie die Belichtung minimieren, können Sie entweder den Linearantrieb in eine bekannte Position bringen, wenn eine bestimmte Lichtmenge erfasst wird, oder Sie können den Linearantrieb ansteuern, bis der Fotowiderstand eine geringere Lichtmenge erkennt. Ersteres wird im folgenden Codebeispiel gezeigt. Während dies eine grundlegende Implementierung ist, können Sie mit dieser Lösung als Ausgangspunkt viel kreativere Lösungen erstellen. Beispielsweise können Sie einen Schatten über einer lichtempfindlichen Pflanze nur bei Tageslicht und nur bei Sonnenschein positionieren. Mithilfe des Fotowiderstands können Sie feststellen, ob es sonnig genug ist, um den Aktuator zu bewegen und den Schirm zu positionieren.

Im zweiten Anwendungsfall, in dem Sie die Belichtung maximieren, müssen Sie bestimmen, an welcher Position die Belichtung des LDR maximiert wird. Um dies effektiv zu tun, müssen Sie a verwenden Linearantrieb mit Rückkopplung um die Position des Stellantriebs zu verfolgen. Anleitungen zur Verwendung der verschiedenen Rückmeldungsoptionen für Linearantriebe finden Sie auf unserer Tutorial-Seite. Das folgende Codebeispiel zeigt Ihnen, wie Sie dies mit a erreichen können Potentiometer-Rückkopplungs-Linearantrieb. Sie verfolgen einfach den niedrigsten Widerstandswert vom LDR, der der höchste Spannungswert ist, und die entsprechende Position des Stellantriebs. Sie möchten den Stellantrieb zunächst auf die maximale Länge ausfahren und dann einfahren, um die LDR-Leistung über die gesamte Länge des Stellantriebs zu messen. Sobald sich der Aktuator über seinen gesamten Bereich bewegt hat, bewegen Sie sich einfach zu der Position, die die höchste entsprechende Ausgabe vom LDR hatte. Um dies praktisch umzusetzen, möchten Sie wahrscheinlich den folgenden Code auf einem Timer ausführen, um im Laufe des Tages regelmäßig eine neue Position zu finden.

Es gibt viele kreative Möglichkeiten, Fotowiderstände mit Linearantrieben zu verwenden, und wir würden gerne sehen, was Sie getan haben. Mit Firgelli Automation Dank der großen Auswahl an Linearantrieben und Zubehör können Sie Ihr nächstes lichtgesteuertes Projekt zum Kinderspiel machen.

Verweise:

  1. Hinweise zur Elektronik. Lichtabhängiger Widerstand LDR: Fotowiderstand. Abgerufen von: https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/resistors/light-dependent-resistor-ldr.php

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