37款傳感器與執(zhí)行器的提法，在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳，其實(shí)Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止這37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和執(zhí)行器模塊，依照實(shí)踐出真知（一定要?jiǎng)邮肿觯┑睦砟?，以學(xué)習(xí)和交流為目的，這里準(zhǔn)備逐一動(dòng)手嘗試系列實(shí)驗(yàn)，不管成功（程序走通）與否，都會(huì)記錄下來—小小的進(jìn)步或是搞不掂的問題，希望能夠拋磚引玉。

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【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實(shí)驗(yàn)二：光敏電阻傳感器模塊

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光敏電阻（photoresistor?）
（1）光敏電阻的概念——光敏電阻是用硫化鎘或硒化鎘等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器，其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)（光電導(dǎo)效應(yīng)）。光照愈強(qiáng)，阻值就愈低，隨著光照強(qiáng)度的升高，電阻值迅速降低，亮電阻值可小至1KΩ以下。光敏電阻對(duì)光線十分敏感，其在無光照時(shí)，呈高阻狀態(tài)，暗電阻一般可達(dá)1.5MΩ。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器，又稱為光電導(dǎo)探測(cè)器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。還有另一種入射光弱，電阻減小，入射光強(qiáng)，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見光（0.4~0.76）μm的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，都用白熾燈泡（小電珠）光線或自然光線作控制光源，使設(shè)計(jì)大為簡化。光敏電阻的特殊性能，隨著科技的發(fā)展將得到極其廣泛應(yīng)用。

（2）光敏電阻的結(jié)構(gòu)——在頂部有兩片呈梳狀的金屬電極，一般分為九線跟七線，且兩片金屬電極的梳齒是互相交錯(cuò)的，從波紋狀的梳齒間隙里露出來的物質(zhì)即為半導(dǎo)體光敏層，從金屬電極的上面還可以看到兩只金屬引腳的頂部。管芯中光導(dǎo)電體的膜越長，面積越大，受光后，其電阻值變化也越大。因此，一般都把光導(dǎo)電體膜做成弓字形（蛇形狀），使兩電極成為交叉的梳狀。目前，用量最大的光導(dǎo)電體材料是硫化鎘（CdS），且摻有少量銅、銀等雜質(zhì)，以有效提高光敏電阻的光靈敏度。結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹脂防潮膜）和電極等組成。

（3）光敏電阻的工作原理——是基于內(nèi)光電效應(yīng)（光電導(dǎo)效應(yīng)）。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過，受到一定波長的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增大而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也加交流電壓。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。當(dāng)光照射到光電導(dǎo)體上時(shí)，若光電導(dǎo)體為本征半導(dǎo)體材料，而且光輻射能量又足夠強(qiáng)，光導(dǎo)材料價(jià)帶上的電子將激發(fā)到導(dǎo)帶上去，從而使導(dǎo)帶的電子和價(jià)帶的空穴增加，致使光導(dǎo)體的電導(dǎo)率變大。為實(shí)現(xiàn)能級(jí)的躍遷，入射光的能量必須大于光導(dǎo)體材料的禁帶寬度Eg，即式中ν和λ—入射光的頻率和波長。在黑暗的環(huán)境下，它的阻值很高；當(dāng)受到光照并且光輻射能量足夠大時(shí)，光導(dǎo)材料禁帶中的電子受到能量大于其禁帶寬度ΔEg 的光子激發(fā)，由價(jià)帶越過禁帶而躍遷到導(dǎo)帶，使其導(dǎo)帶的電子和價(jià)帶的空穴增加，電阻率變小。光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹脂防潮膜）和電極等組成。光敏電阻器在電路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示。

光敏電阻主要用途：
光線亮度檢測(cè)，光線亮度傳感器，智能小車尋光模塊等，如下是常規(guī)應(yīng)用的示意電路。

模塊參數(shù)：
工作電壓：DC3.3-5V
光敏電阻型號(hào)：5516
模塊針腳：3針或4針（4針的多出一個(gè)模擬輸出端AO）

光敏電阻傳感器模塊的電原理圖

模塊接線圖：
1、VCC 接電源正極 3.3-5V
2、GND 接電源負(fù)極
3、DO TTL 開關(guān)信號(hào)輸出
4、AO 模擬信號(hào)輸出

模塊特色：
1、工作電壓3.3V-5V
2、使用寬電壓LM393比較器
3、設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝
4、采用靈敏型光敏電阻傳感器
5、小板PCB尺寸：3.2cm x 1.4cm
6、配可調(diào)電位器可調(diào)節(jié)檢測(cè)光線亮度
7、輸出形式，DO數(shù)字開關(guān)量輸出（0和1）和AO模擬電壓輸出
8、比較器輸出，信號(hào)干凈，波形好，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，超過15mA。

模塊實(shí)驗(yàn)說明：
1、光敏電阻模塊對(duì)環(huán)境光線最敏感，一般用來檢測(cè)周圍環(huán)境的光線的亮度，觸發(fā)Arduino或繼電器模塊等；
2、模塊在環(huán)境光線亮度達(dá)不到設(shè)定閾值時(shí)，DO端輸出高電平，當(dāng)外界環(huán)境光線亮度超過設(shè)定閾值時(shí)，DO端輸出低電平；
3、DO輸出端可以與Arduino直接相連，通過Arduino來檢測(cè)高低電平，由此來檢測(cè)環(huán)境的光線亮度改變；
4、DO輸出端也能直接驅(qū)動(dòng)繼電器模塊，由此可以組成一個(gè)光控開關(guān)；
5、光敏電阻模塊小板模擬量輸出AO可以和AD模塊相連，通過AD轉(zhuǎn)換，可以獲得環(huán)境光強(qiáng)更精準(zhǔn)的數(shù)值。
6、光敏傳感器控制的LED為你Arduino上接的13腳LED燈（也可以理解為負(fù)載），并非模塊上的D0-LED+指示燈。
7、模塊上的藍(lán)色電位器旋鈕最好不要順時(shí)針和逆時(shí)針到底，保持在中間即可控制。微調(diào)進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)。
8、本實(shí)驗(yàn)只使用3針模塊，當(dāng)達(dá)到設(shè)定光線強(qiáng)度闕值時(shí)，LED亮燈3秒。

實(shí)驗(yàn)接線示意圖

Arduino實(shí)驗(yàn)開源代碼

Arduino實(shí)驗(yàn)開源代碼之二

打開Arduino IDE上的串口監(jiān)視器（紅點(diǎn)處），讀取A0模擬端口輸入的實(shí)驗(yàn)數(shù)值

打開Arduino IDE——工具——串口繪圖器，查看凌晨室內(nèi)光線變化的波形

嘗試測(cè)量極限情況下的光敏電阻的變化——

（1）先用遮光罩蓋住光敏電阻（全黑暗），串口數(shù)值變大，波形向上，最大錄得1023；

（2）再用手機(jī)電筒直接照射光敏電阻（全亮），串口數(shù)值變小，波形向下，最小錄得為1；

（3）這情況超出了我原來的想象，極限情況居然能超過1000倍！實(shí)際應(yīng)用光電的控制，亮阻與暗阻的差距能有幾十倍的變化就足夠了，看起來這款挺普通的GL5516光敏電阻還真不錯(cuò)的。極限測(cè)量情況見下圖。

實(shí)驗(yàn)開源仿真編程（Linkboy V4.2）以及串口輸出

實(shí)驗(yàn)一開源圖形編程（Mind+、編玩邊學(xué)）

上午9點(diǎn)鐘，晴天的窗口，使用圖形編程來測(cè)試，串口輸出的數(shù)值如下：

實(shí)驗(yàn)一的光線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景圖

實(shí)驗(yàn)開源圖形編程（Mind+、編玩邊學(xué)）以及實(shí)驗(yàn)串口輸出截圖