Điện trở phụ thuộc ánh sáng
Điện trở phụ thuộc ánh sáng (LDR), hoặc điện trở quang, là điện trở có thể thay đổi được có giá trị điện trở thay đổi dựa trên lượng ánh sáng được phát hiện bởi phần tử quang điện. Nói chung, càng nhiều ánh sáng chiếu vào điện trở quang, thì giá trị điện trở của điện trở quang càng thấp [1]. Điều này có thể khá hữu ích vì giá trị điện trở thay đổi này có thể được đọc như một dấu hiệu về lượng ánh sáng hiện có và được sử dụng bởi vi điều khiển để thực hiện một hành động tương ứng. LDR thường được coi là yếu tố cơ bản và rẻ tiền, như bên dưới, nhưng bạn cũng có thể tìm thấy các cảm biến ánh sáng được thiết kế đặc biệt để phát hiện ánh sáng mặt trời hoặc tia UV. Tùy thuộc vào cảm biến bạn chọn, bạn có thể cần tham khảo biểu dữ liệu của nó để xem cách kết nối nó với bộ vi điều khiển của bạn.
Cảm biến quang học có phải là cảm biến quang học không?
Câu trả lời ngắn gọn là có, quang trở là cảm biến quang học. Nhưng không phải tất cả các cảm biến quang học đều hoạt động giống như một quang trở. Cảm biến quang học là một họ cảm biến sử dụng ánh sáng theo nhiều cách khác nhau. Một số cảm biến quang học sử dụng ánh sáng để phát hiện sự hiện diện của một vật thể hoặc thậm chí được sử dụng trong phản hồi trong bộ truyền động tuyến tính, trong khi các điện trở quang cho biết lượng ánh sáng hiện diện. Khi tìm kiếm một cảm biến phát hiện ánh sáng, điều quan trọng là phải biết phân biệt giữa cảm biến quang và các cảm biến quang học khác.
Các trường hợp sử dụng tiềm năng với Bộ truyền động tuyến tính
LDR có thể được sử dụng cùng với thiết bị truyền động tuyến tính cho hai mục đích cơ bản; đầu tiên là có bộ truyền động để phản ứng khi có quá nhiều ánh sáng, và thứ hai là có bộ truyền động di chuyển để tối đa hóa lượng ánh sáng mà LDR nhìn thấy. Trường hợp sử dụng đầu tiên hữu ích cho các ứng dụng mà bạn muốn giảm thiểu lượng ánh sáng, như bảo vệ các loại cây nhạy cảm với ánh sáng hoặc tự động hóa tán cây trên sân trong hoặc hiên nhà. Trường hợp sử dụng thứ hai rất hữu ích trong các ứng dụng như tấm pin mặt trời, nơi bạn đang cố gắng định vị chúng để tối đa hóa lượng ánh sáng mà tấm pin nhìn thấy.
Sử dụng LDR để điều khiển thiết bị truyền động tuyến tính
May mắn thay, phản hồi từ LDR sẽ không thay đổi dựa trên một trong hai trường hợp sử dụng, vì vậy việc kết nối và đọc phản hồi từ LDR có thể được triển khai giống hệt nhau. Để thiết lập điện trở quang, bạn chỉ cần kết nối mặt dương của điện trở quang với nguồn điện thích hợp và mặt âm với chân tương tự của bộ vi điều khiển, như Arduino, để đọc kết quả đầu ra. Bạn cũng sẽ muốn kết nối một điện trở, được nối với đất, với phía đầu ra của điện trở quang, như hình dưới đây, để bảo vệ các chân analog của vi điều khiển.
Bạn có thể điều khiển bộ truyền động tuyến tính với bộ vi điều khiển bằng cách sử dụng một cặp rơ le hoặc bằng cách sử dụng người điều khiển động cơ. Để xem cách thực hiện việc này, bạn có thể xem blog của chúng tôi trên Cách điều khiển Bộ truyền động tuyến tính với Arduino. Vị trí của cảm biến LDR của bạn sẽ phụ thuộc vào trường hợp sử dụng của bạn; nếu bạn đang cố gắng bảo vệ một khu vực khỏi ánh sáng, bạn sẽ muốn LDR với bất cứ thứ gì bạn đang cố gắng bảo vệ, nhưng nếu bạn muốn tối đa hóa độ phơi sáng, bạn sẽ cần cảm biến để di chuyển theo đối tượng bạn đang tiếp xúc ánh sáng. Để đọc phản hồi từ LDR trong cả hai trường hợp sẽ giống nhau vì bạn chỉ cần đọc điện áp tương tự từ phía đầu ra của cảm biến.
Cách bạn sử dụng phản hồi này để kiểm soát bộ truyền động tuyến tính của bạn sẽ khác nhau dựa trên ứng dụng và trường hợp sử dụng của bạn. Đối với trường hợp sử dụng đầu tiên mà bạn đang giảm thiểu phơi sáng, bạn có thể điều khiển bộ truyền động tuyến tính đến một vị trí đã biết nếu phát hiện một lượng ánh sáng nhất định hoặc bạn có thể điều khiển bộ truyền động tuyến tính cho đến khi photoresistor phát hiện lượng ánh sáng thấp hơn. Trước đây được hiển thị trong mẫu mã dưới đây. Mặc dù đây là một cách triển khai cơ bản, bạn có thể thực hiện nhiều giải pháp sáng tạo hơn bằng cách sử dụng giải pháp này làm điểm khởi đầu. Ví dụ, bạn chỉ có thể đặt một bóng râm trên một cây nhạy cảm với ánh sáng vào giờ cao điểm ban ngày và chỉ khi trời nắng. Bằng cách sử dụng photoresistor, bạn có thể xác định xem trời có đủ nắng để cần di chuyển bộ truyền động và định vị bóng râm hay không.
Trong trường hợp sử dụng thứ hai trong đó bạn đang tối đa hóa phơi sáng, bạn sẽ cần phải xác định vị trí nào tối đa hóa ánh sáng tiếp xúc với LDR. Để thực hiện việc này một cách hiệu quả, bạn sẽ cần phải sử dụng bộ truyền động tuyến tính phản hồi để theo dõi vị trí của bộ truyền động. Bạn có thể tìm thấy hướng dẫn về cách sử dụng các tùy chọn phản hồi khác nhau cho thiết bị truyền động tuyến tính trên trang hướng dẫn. Mẫu mã dưới đây cho bạn thấy làm thế nào bạn có thể thực hiện điều này bằng cách sử dụng một máy truyền động tuyến tính phản hồi potentiometer. Bạn chỉ cần theo dõi giá trị điện trở thấp nhất từ LDR, đó là giá trị điện áp cao nhất và vị trí tương ứng của bộ truyền động. Trước tiên, bạn sẽ muốn mở rộng bộ truyền động đến độ dài tối đa và sau đó rút lại nó để đo đầu ra LDR trên toàn bộ chiều dài của bộ truyền động. Một khi thiết bị truyền động đã di chuyển qua toàn bộ phạm vi của nó, bạn chỉ cần di chuyển đến vị trí có đầu ra tương ứng cao nhất từ LDR. Để thực tế thực hiện điều này, bạn có thể sẽ muốn chạy mã dưới đây trên bộ đếm thời gian để tìm một vị trí mới định kỳ trong suốt cả ngày.
Có rất nhiều cách sáng tạo bạn có thể sử dụng photoresistors với thiết bị truyền động tuyến tính và chúng tôi rất muốn xem những gì bạn đã làm. Với Firgelli tự động hóa của nhiều lựa chọn các thiết bị truyền động tuyến tính và các phụ kiện, bạn có thể làm cho dự án điều khiển ánh sáng tiếp theo của bạn một cách dễ dàng.
Tham khảo:
- Ghi chú điện tử. Điện trở phụ thuộc nhẹ LDR: Photoresistor. Truy cập từ: https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/resistors/light-dependent-resistor-ldr.php
