Controllo di attuatori lineari con una resistenza dipendente dalla luce

Resistori dipendenti dalla luce

I resistori dipendenti dalla luce (LDR), o fotoresistor, sono resistori variabili che hanno il loro cambiamento di valore di resistenza in base alla quantità di luce che viene rilevata dall'elemento fotoelettrico. Generalmente, più luce è brillante sul fotoresistor, minore è il valore di resistenza che il fotoresistor ha [1]. Questo può essere abbastanza utile in quanto questo valore di resistenza mutevole può essere letto come indicazione della quantità di luce presente e utilizzata da a microcontrollore Per eseguire un'azione corrispondente. Gli LDR si trovano spesso come elemento economico e di base, come sotto, ma puoi anche trovare sensori di luce che sono specificamente progettati per rilevare la luce solare o la luce UV. A seconda del sensore scelto, potrebbe essere necessario consultare il foglio dati per vedere come collegarlo al tuo microcontrollore.

Fotoresistor

I fotoresistor sono sensori ottici?

La risposta breve è sì, i fotoresistor sono sensori ottici. Ma non tutti i sensori ottici funzionano come un fotoresistori. I sensori ottici sono una famiglia di sensori che utilizza luce in vari modi. Alcuni sensori ottici usano la luce per rilevare la presenza di un oggetto o addirittura utilizzato in Feedback su attuatori lineari, mentre i fotoresistor danno un'indicazione di quanta luce è presente. Quando si cerca un sensore di rilevamento della luce, è importante conoscere la distinzione tra fotoresistor e altri sensori ottici.

 Sensore ottico in un acutaor lineare

Potenziali casi d'uso con attuatori lineari

LDRS possono essere utilizzati insieme a Attuatori lineari per due scopi di base; Il primo è avere l'attuatore di reagire quando c'è troppa luce, e l'altro è avere l'attuatore di muoversi per massimizzare la quantità di luce vista dal LDR. Il primo caso d'uso è utile per le applicazioni in cui si desidera ridurre al minimo la quantità di luce, come proteggere le piante sensibili alla luce o automatizzare un baldacchino su un patio o un portico. Il secondo caso d'uso è utile in applicazioni come i pannelli solari in cui si sta cercando di posizionarli per massimizzare la quantità di luce osservata dai pannelli.

Pannelli solari

Utilizzo di un LDR per controllare un attuatore lineare

Fortunatamente, il feedback dell'LDR non cambierà in base a nessuno dei due casi d'uso, quindi la connessione e la lettura del feedback dall'LDR può essere implementata in modo identico. Per impostare il fotoresistor, è semplicemente necessario collegare il lato positivo del fotoresistor a un alimentatore appropriato e il lato negativo a un perno analogico di un microcontrollore, come un Arduino, per leggere l'output. Ti consigliamo anche di collegare un resistore, che è collegato a terra, sul lato di uscita del fotoresistor, come mostrato di seguito, per proteggere i pin analogici del microcontrollore.

 Fotoresistor collegato a un Arduino

 

È possibile guidare l'attuatore lineare con il microcontrollore usando una coppia di relè o usando a Driver del motore. Per vedere come farlo, puoi controllare il nostro blog su Come controllare un attuatore lineare con un Arduino. Il posizionamento del sensore LDR dipenderà in base al caso d'uso; Se stai cercando di proteggere un'area dalla luce, vorrai che l'LDR ti stai cercando di proteggere, ma se vuoi massimizzare l'esposizione alla luce, avrai bisogno del sensore per muoverti con l'oggetto che stai esponendo al leggero. Per leggere il feedback dalla LDR in entrambi i casi sarà identico in quanto si legge semplicemente la tensione analogica dal lato di uscita del sensore.

Il modo in cui si utilizza questo feedback per controllare l'attuatore lineare varierà in base all'applicazione e al caso di utilizzo. Per il primo caso d'uso in cui si sta minimizzando l'esposizione alla luce, è possibile guidare l'attuatore lineare in una posizione nota se viene rilevata una certa quantità di luce o è possibile guidare l'attuatore lineare fino a quando il fotoresistor non rileva una quantità inferiore di luce. Il primo è mostrato nel campione di codice seguente. Sebbene questa sia un'implementazione di base, puoi fare molte più soluzioni creative utilizzando questa soluzione come punto di partenza. Ad esempio, è possibile posizionare un'ombra su una pianta sensibile alla luce solo durante i tempi di punta della luce del giorno e solo quando è soleggiato. Usando il fotoresistor, è stato possibile determinare se era abbastanza soleggiato da dover spostare l'attuatore e posizionare l'ombra.

Nel secondo caso d'uso in cui si sta massimizzando l'esposizione alla luce, dovrai determinare quale posizione massimizza la luce esposta alla LDR. Per farlo in modo efficace, dovrai utilizzare un Feedback Attuatore lineare Per tenere traccia della posizione dell'attuatore. Puoi trovare guide su come utilizzare le diverse opzioni di feedback per attuatori lineari sul nostro Pagina tutorial. L'esempio del codice seguente mostra come potresti ottenere questo usando un file feedback potenziometro Attuatore lineare. Si basa semplicemente il valore di resistenza più basso dal LDR, che è il valore di tensione più alto e la posizione corrispondente dell'attuatore. Ti consigliamo prima di estendere l'attuatore alla lunghezza massima e quindi di ritirarlo per misurare l'uscita LDR sull'intera lunghezza dell'attuatore. Una volta che l'attuatore si è spostato attraverso il suo intero intervallo, si sposta semplicemente nella posizione che aveva l'uscita corrispondente più alta dalla LDR. Per implementare praticamente questo, probabilmente vorrai eseguire il codice seguente su un timer per trovare una nuova posizione periodicamente durante il giorno.

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Riferimenti:

  1. Note elettroniche. Resistenza dipendente dalla luce LDR: fotoresistor. Recuperato da: https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/resistors/light-dependent-resistor-ldr.php
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