Люксметр — это устройство, которое используется для измерения уровня освещения в помещении или на улице. Оно может быть полезным в различных сферах, включая архитектуру, фотографию, гидропонику, геологию и другие. В этой статье мы рассмотрим, как сделать свой собственный люксметр с использованием платформы Arduino.
Arduino — это открытая платформа, основанная на микроконтроллере, которая позволяет создавать и программировать различные устройства. С ее помощью можно создать люксметр, который будет измерять уровень освещения и передавать полученные данные на компьютер или мобильное устройство.
Для создания люксметра на Arduino нам понадобятся следующие компоненты: Arduino Uno R3, фоторезистор, 10кОм резистор, провода, резистор 330Ом, светодиод, прозрачный акриловый лист и мультиметр. Для программирования Arduino нам нужно будет установить среду разработки Arduino IDE на компьютер.
После подготовки всех компонентов и установки Arduino IDE мы можем приступить к сборке люксметра. Подключим фоторезистор к аналоговому пину A0 на Arduino с помощью проводов. Подключим 10кОм резистор от пина A0 к земле. Затем подключим светодиод к цифровому пину 13 с помощью резистора 330Ом. Наконец, закрепим фоторезистор на акриловом листе и прикрепим его к любой поверхности, где мы хотим измерить уровень освещения.
Шаг 1. Начало работы
Прежде чем мы начнем создание нашего люксметра на Arduino, нам понадобятся следующие материалы:
- Плата Arduino (например, Arduino Uno)
- Фоторезистор
- Резистор 10кОм
- Провода для подключения
- Блок питания для Arduino
Кроме того, чтобы загрузить нашу программу на Arduino, нам понадобится Arduino IDE. Если у вас его еще нет, вы можете скачать его с официального сайта Arduino.
После того, как у вас есть все необходимые материалы и инструменты, мы можем приступить к подключению и программированию нашего люксметра.
Шаг 2. Подготовка необходимых компонентов
Перед тем, как начать сборку люксметра, нам необходимо подготовить все компоненты, которые понадобятся нам в процессе работы.
Вот список необходимых компонентов:
- Arduino – микроконтроллер, который будет выполнять основную работу в нашем проекте;
- Фоторезистор – датчик освещенности, который будет измерять уровень света;
- Резистор 10 кОм – нужен для создания делителя напряжения с фоторезистором;
- Безпаячная макетная плата – для создания прототипа схемы;
- Провода – нужны для соединения компонентов между собой;
- USB-кабель – для подключения Arduino к компьютеру;
- Компьютер – нужен для программирования Arduino и отображения результатов.
Перед началом работы убедитесь, что у вас есть все перечисленные компоненты. Если что-то отсутствует, приобретите недостающее оборудование.
Шаг 3. Подключение компонентов к Arduino
Перед тем как начать подключение компонентов, убедитесь, что Arduino выключена.
Для создания люксметра на базе Arduino нам понадобятся следующие компоненты:
| Компонент | Пины Arduino | ||
|---|---|---|---|
| Фоторезистор | A0 | ||
| Резистор 10к Ом | A0 (параллельно с фоторезистором) | ||
| Дисплей LCD | Пины D4-D7 подключаются к пинам 4-7 Arduino | Пин RS подключается к пину 12 Arduino | Пин EN подключается к пину 11 Arduino |
| Потенциометр 10к Ом | A1 |
Прежде чем подключать компоненты, убедитесь, что вы правильно идентифицировали пины на Arduino и что компоненты не повреждены.
1. Подключите фоторезистор (R1) к пину A0 на Arduino.
2. Подключите резистор (R2) 10к Ом параллельно к фоторезистору (R1) и к пину A0 на Arduino.
3. Подключите пины D4-D7 дисплея LCD к пинам 4-7 Arduino. Пин RS подключите к пину 12, а пин EN — к пину 11 Arduino.
4. Подключите потенциометр (R3) 10к Ом к пину A1 на Arduino. Это позволит вам регулировать контрастность дисплея.
После того, как все компоненты подключены, вы можете переходить к следующему шагу — программированию Arduino.
Шаг 4. Написание кода и тестирование
После подключения всех необходимых компонентов, мы можем приступить к написанию кода для нашего люксметра на Arduino.
Для начала, нам понадобится библиотека Wire для работы с шиной I2C. Убедитесь, что она установлена, и добавьте ее в начало программы с помощью команды:
#include <Wire.h>Теперь мы можем определить переменные, которые будем использовать для работы с датчиком освещенности TSL2561:
#define TSL2561_ADDR 0x39 // адрес датчика
#define CONTROL_REG 0x00 // адрес регистра управления
#define POWER_ON 0x03 // включить датчик, задать режим автоинтеграции
#define LUX_HIGH 0x0C // адрес регистра, содержащего старший байт значения освещенности
#define LUX_LOW 0x0D // адрес регистра, содержащего младший байт значения освещенности
int lux; // переменная для хранения значения освещенности
Затем нам потребуется код для инициализации датчика в функции setup():
Wire.begin(); // инициализация шины I2C
Wire.beginTransmission(TSL2561_ADDR); // начало передачи данных с указанным адресом
Wire.write(CONTROL_REG); // выбор регистра управления
Wire.write(POWER_ON); // включение датчика и задание режима автоинтеграции
Wire.endTransmission(); // окончание передачи данных
А затем мы можем написать код для определения значения освещенности в функции loop():
Wire.beginTransmission(TSL2561_ADDR); // начало передачи данных с указанным адресом
Wire.write(LUX_HIGH); // выбор регистра со старшим байтом значения освещенности
Wire.endTransmission(); // окончание передачи данных
Wire.requestFrom(TSL2561_ADDR, 2); // запрос двух байт данных
if (Wire.available() >= 2) {
byte highByte = Wire.read(); // чтение старшего байта
byte lowByte = Wire.read(); // чтение младшего байта
lux = (highByte << 8) + lowByte; // расчет значения освещенности в люксах
}
delay(1000); // пауза в 1 секунду для стабилизации значения освещенности
Serial.print("Освещенность (в люксах): ");
Serial.println(lux); // вывод значения освещенности в монитор порта
Теперь, после загрузки скетча на Arduino и подключения датчика освещенности TSL2561 к плате, вы можете запустить тестирование и убедиться, что код работает корректно. Вы должны увидеть значение освещенности в лк (люксах) в мониторе порта Arduino IDE.