Lichtintensiteitssensoren: Kenmerken, toepassingen en Arduino-integratiegids

Lichtintensiteitssensor

Afbeeldingsbron: Flickr

Heb je een relatieve afstand van je lichtbron nodig om te meten? Of heb je een efficiënt apparaat nodig om de helderheid van je lichtbron te meten? Dan heb je een lichtintensiteitssensor nodig.

Wat is het? Hoe werkt het? Geen zorgen, dit artikel geeft je een opsomming van het apparaat door de kenmerken, toepassingen en meer te benadrukken.

Laten we doorgaan!

Wat is een lichtintensiteitssensor?

De lichtintensiteitssensor is een apparaat dat werkt als een snelheidmeter. Dat wil zeggen, het werkt door licht te voelen. Maar licht is niet voor de hand liggend. Dus meet de lichtintensiteitssensor licht op basis van de grootte van een collector. Een paar voorbeelden van collectors zijn zonnefoonlopaders, stortplaats zonne-arrays, etc.

Met dat in gedachten is het cruciaal om de eenheden te kennen die de intensiteit van de lichtsensor meet om het apparaat te begrijpen.

De eenheden van de lichtintensiteitssensor

Lumen

Deze eenheid meet de complete luminieuze flux van een gloeilamp. Dus een lumen is het product van luminieuze intensiteit (gemeten in candela) en de hoek die de bundel vult (gemeten in steradianen).

Dus als je een lamp hebt die zichtbaar licht in verschillende richtingen produceert met een luminieuze intensiteit van 20 candela, zal je luminieuze flux 251 lumen zijn.

En dit geldt als je de luminieuze intensiteit vermenigvuldigt met de volledige 4π steradianen. Dus ongeacht de concentratie of reflectie van licht, zal deze lamp 251 lumen luminieuze flux genereren.

Candela

Deze eenheid toont de kracht van licht voor het menselijk oog. Inderdaad gebruikt de eenheid de SI-officiële formule die de golflengte van licht in een bundel meet. Maar het vertrouwt grotendeels op zijn gevoeligheid voor het menselijk oog.

Interessant genoeg is de candela niet ideaal voor het vergelijken van zaklampen en gloeilampen.

Bovendien hangt de intensiteit van de bundel af van de uitgangsconcentratie in een specifieke richting en de lampuitgang. Daarom heb je een lumen nodig om het meetbereik van de uitgang van een lamp nauwkeurig te doen.

Lux

Deze eenheid meet de luminieuze flux per eenheidsoppervlakte. Dus lux vertegenwoordigt een lumen per vierkante meter. Ook is de eenheid nuttig voor het meten van de lichtintensiteit die door een oppervlak passeert. Met andere woorden: lux is het totale hoeveelheid licht dat een specifiek oppervlak raakt.

Hoe werken lichtintensiteitssensoren?

Lichtintensiteitssensoren werken door verlichting te meten met behulp van verschillende apparaten zoals:

Fotoweerstand (LDR)

De fotoweerstand is een apparaat dat de weerstand verandert wanneer je de helderheid van het licht verandert. Daarom kun je het gebruiken om te bepalen wanneer het licht aan of uit is. Als alternatief kun je het apparaat gebruiken om lichtniveaus te vergelijken. Bovendien spelen ze een essentiële rol in de lichtintensiteitssensor.

Fotodiode

Soms gebruiken lichtintensiteitssensoren de fotodiode om verlichting te meten. Meestal gebruiken fotodiodes het innerlijke foto-elektrische effect. Dat wil zeggen, elektronen lossen wanneer een lichtbundel raakt. Als resultaat zal elektrische energie vloeien. Daarom kun je de stroom meten voor de lichtverlichting om terug te keren. Een uitstekend voorbeeld van apparaten die als fotodiode lichtintensiteitssensoren werken zijn zonnepanelen.

Fototransistors

In wezen werkt deze lichtintensiteitssensor als een fotodiode en versterking. Als resultaat van de versterking hebben fototransistors een hogere lichtgevoeligheid. Maar ze zijn niet ideaal voor lage lichtniveaudetectie zoals fotodiodes.

Kenmerken van een lichtintensiteitssensor

• Uitstekende stabiliteit
• De uitgang interfaceert met spanning en RS485
• Het heeft een wijd meetbereik
• De sensor heeft een IP66-klassering
• Wordt geleverd met ingebouwde TVS/ESD

Toepassingen van de lichtintensiteitssensor

Hier zijn de verschillende toepassingen waar je lichtintensiteitssensoren kunt gebruiken.

1. Beveiliging

Voor beveiliging combineren de sensoren met lasers om bepaalde onzichtbare stralen te creëren als beveiligingsbarrières.

2. Automobielen

In nieuwe auto's helpen sommige sensoren de koplampen automatisch aan te zetten.

3. Consumentenelektronica

Lichtsensoren helpen de schermhelderheid van mobiele telefoons in donkere gebieden te verhogen.

4. Straatverlichting

In de nacht gaan de lichtsensoren in straatlantaarns aan wanneer het voettoegangers of motoristen detecteert die voorbijgaan.

5. Medisch

Je kunt lichtintensiteitssensoren vinden in pulsoxymetrie en hartslagmonitors.

6. Tuinbouw

Lichtintensiteitssensoren werken met besproeiingssystemen in de tuinbouw. Ze detecteren zonlicht en activeren de sprinklers om te werken – de bomen en planten goed gehydrateerd te houden.

7. Zonne-energie

Lichtsensoren helpen zonnestralen te detecteren en de zonnepanelen uit te lijnen om het beste uit de zonne-energie te halen.

Hoe een lichtintensiteitssensor te bouwen met Arduino

Om dit project goed te laten draaien, moet je de Arduino-analoge invoer combineren met een fotoweerstand. Vervolgens kun je de analogRead()-functie gebruiken om de Arduino-waarden te meten en te lezen. Daarna programmeer je pin 3 LAAG of HOOG om de LED-lichten uit of aan te zetten.

Interessant genoeg is de drempelwaarde voor de Arduino meestal 150. Daarom controleert de Arduino de LED-lichten om uit te gaan wanneer de analoge waarde onder 150 leest. Maar als de analoge waarde van de Arduino boven 150 leest, gaan de LED-lichten automatisch aan.

Wat zijn de benodigde tools om de Arduino LED-lichten in te stellen?

Hier zijn de benodigde materialen om dit project uit te voeren.

• LED (2)

LED's

• 1K Ohm weerstand (1)

1K Ohm weerstand

• 470 Ohm weerstanden (2)
• Arduino-board (1)

Arduino-board

• Jumper wires

Jumper wires

• Breadboard (1)

Breadboard

• Fotoweerstand (1)

Fotoweerstand voor het detecteren van lichtintensiteit

Hoe de opstelling te bedraden in 8 stappen

Arduino lichtintensiteitsschakelingsschema

Afbeeldingsbron: Arduino.cc

1. Ten eerste verbind je de eerste van de twee LDR-terminals met 5 volt. Combineer vervolgens de tweede LDR-terminal met de GND op het bord via de 1K Ohm weerstand.
2. Verbind de analoge A1-pin met het einde van één jumperkabel. Verbind vervolgens het andere einde van de jumperkabel met de niet-gegrondde terminal van de 1K-weerstand.
3. Vervolgens koppel je de LEDs in een corresponderend pad via de 470 ohm weerstand – terwijl je de negatieve terminalen aardt – zoals in het bovenstaande diagram te zien is.
4. Combineer de positieve terminalen van de LED met pin drie via de tweede 47 ohm weerstand.
5. Vervolgens verbind je de GND-pin van de Arduino met de gegronde terminalen.
6. Zet de Arduino aan de slag door het te verbinden via de Arduino USB-kabel.
7. Gebruik vervolgens de Arduino IDE-software om het programma van de Arduino naar een systeem te uploaden.
8. Ten slotte voed je je Arduino-board via een USB-kabel of batterijbron.

Hoe te testen of je Arduino lichtintensiteitssensor werkt

Zorg er eerst voor dat je kamer donker is, want de LEDs zullen niet werken als de kamer helder of verlicht is. Gebruik vervolgens je hand om de fotoweerstand te bedekken en bevestig of de LED aangaat. Daarna onthul de fotoweerstand en bevestig of de LED uitgaat.

Hier is een afbeelding van de Arduino-code die nodig is om het project te draaien.

Arduino-code

Afbeeldingsbron: Arduino.cc

Samenvattend

Met de gedetailleerde informatie in dit artikel over lichtintensiteitssensoren, moet je uitgebreide informatie over het onderwerp hebben. Ook kun je de stappen imploreren en de benodigde tools gebruiken om je Arduino-lichtsensor te bouwen.

Vind je het nog steeds moeilijk om je Arduino-lichtsensoren te bouwen? We zijn bereid je te helpen. Neem vandaag nog contact met ons op.