光は触れることはできませんが、私たちの周囲にあり、私たちが物を見たり日常生活を送ったりすることを可能にしています。また、作物の栽培や温暖化の維持、さらには増加する屋根への太陽エネルギーの供給も可能にします。
実際に光の強度を測定したい場合、それを行う方法はいくつかあります。ここでは、Arduinoの使用に関するいくつかのオプションについて概説します。もちろん、ここで紹介したのは氷山の一角に過ぎず、これらの概念はさまざまな組み込みシステムに適用できます。
LDRセンサー: 光依存抵抗器
フォト抵抗器は、光依存抵抗器またはLDRとも呼ばれ、受ける光の量に応じて電気に対する抵抗が変化するコンポーネントです。これらは、その名前の通り、回路内の電流の流れに抵抗する2端子デバイスであり、受ける光の量に応じて抵抗が減少します。
LDRセンサーをArduinoに接続する方法
Arduinoボードなどは抵抗を直接感知できないため、電圧分割器を設定する必要があります (上の画像を参照)。ここで5Vピンは アルドゥイーノ 一方の脚はLDRに接続され、もう一方の脚はA0と約50オームの抵抗に接続されます。この抵抗器のもう一方の脚はグランドに接続され、電圧分割器を形成し、A0が各脚の相対抵抗を感知できるようにします。結果は、さまざまな光のレベルに相関する数値になります。コードはここにあります Arduino IDEでこの設定を分析するために使用され、ここからリサイクルされています 土壌水分感知ポスト。次のフォトトランジスタ実験と同様に、 遅れ（） シリアル モニターが詰まりすぎている場合は、スケッチに関数を追加します。
LDRは実装が簡単で非常に安価なため、多くのプロジェクトで採用されているセンシング方法です。「通常の」抵抗器と同様に、LDRにはさまざまな低光抵抗値と全光抵抗値があることに注意してください。これらのコンポーネントを購入/指定する際には、アプリケーションによっては他のコンポーネントよりも適切に機能する可能性があるため、必ずその点を考慮してください。
Arduinoを使ったフォトトランジスタ回路
フォトトランジスタは、通常のトランジスタと同じようにコレクタからエミッタへの電流の流れを変化させることで光に反応しますが、ベースへの外部電流入力ではなく光によってアクティブになります。ここでのコレクタはArduinoの +5Vに接続され、エミッタ レグはA0に接続され、約50オームの抵抗を介してグランドに接続されます。
ここでの設定は、前に見たフォトレジスタの配置とほぼ同じであり、同じコードがここでも機能します。ただし、異なる光の強度に対応する値は異なることが予想されます。
ここで使用されている BPV11コンポーネント のベース レッグは分割されていますが、この場合は必要ないため、未接続のままになっていることに注意してください。正の5Vに接続すると出力は高くなり、グランドに接続すると出力は低くなります。一部のフォトトランジスタでは、このリード線を2本足バージョンとして完全に省略しています。コンポーネントの光感知機能を無効にしたり、ベースで特定の光レベルを補正したりする必要があるアプリケーションもあるため、状況によっては3本足バージョンが適しています。
フォトダイオードとArduino
光検出のもう一つの選択肢は フォトダイオードです。このデバイスを使ったArduino実験の難しさの1つは、多くのデバイスが表面実装デバイス ( このVEMD5510CF など) として提供されており、プリント回路基板がない場合は高度なはんだ付けスキルが必要になることです。BPW83コンポーネント などの他のコンポーネントはスルーホールですが、赤外線スペクトルの光を感知するように設計されています。それでも、これらのコンポーネントには適切な使用例が確かにあるので、特に大量生産用の回路を組み立てる場合は、このオプションを忘れないでください。
光センサーと波長: その他の考慮事項
光を感知するためにどのような技術を選択する場合でも、それが反応する波長範囲に注意することが重要です。380～740ナノメートルは、私たちの目が見ることができるおおよその範囲です。その他には、IRリモート コントロールなどに応答するために可視光をフィルタリングするものもあります。さまざまな範囲はそれぞれ便利ですが、エンジニアや設計者は、フラストレーションを避けるために、正しい部品を指定するように注意する必要があります。
もちろん、このタイプのセンシングにはさまざまな用途があります。この種の光検出ハードウェアを使用して、 ここに示すRaspberry Piベースの装置 のように、温室/植物栽培設備を強化することもできます。