Arduino第十課(光敏電阻)

光敏電阻：利用光電導效應的一種特殊的電阻，簡稱光電阻，又名光導管。它的電阻和光線的強弱有直接關係。光強度增加，則電阻減小；光強度減小，則電阻增大。(摘自維基百科)  (註)

一、光敏電阻和LED亮度

光敏電阻一端接5V，再接一顆1K歐姆的電阻，然後接GND，在光敏電阻和1K歐姆電阻中間腳接一條線到類比腳A0輸入。

光敏電阻接收到不同的光強度時，電阻值改變，中間的電壓也會改變，類比腳A0也就讀到不同的電壓資料。

另外接一組紅色LED(請參考第五課)。由數位腳D11來控制類比輸出的模擬電壓(PWM)大小。

1.讀取類比腳A0的資料：

因為程式修正，以後用到[讀取類比腳位A0]積木時，請在[當綠旗被點一下]積木下方增加[腳位A0模式設為INPUT]積木。

使用[說讀取類比腳位A0]指令，理論上螢幕上就會出現0到1023的數值

實際上因為亮度關係，我的螢幕上只出現幾十到三百多的數值。

程式下載： 讀光敏電阻.sb2

2.變大變小隨我變

使用光敏電阻調整腳色(人物、圖片)大小。

將大小設定為類比腳位A0得到的值。

理論上因為讀到的值為0到1023，所以轉換時要將得到的值除以10.23，才是正確的百分比。

實際上因為亮度關係，可能不會出現到1023，您可以自行調整比例。

程式下載： 光敏電阻(變大小).sb2

3.光敏電阻調整LED亮度

設定腳位11類比輸出，輸出的模擬電壓大小由A0來決定。

類比腳位A0讀到的值為0到1023，腳位11的類比輸出值為0到255，因此需要做公式轉換。

增加一個說的指令，可以顯示公式轉換結果，驗證公式是否正確。

用手在光敏電阻上揮動，改變光敏電阻接收到的光強度，就會改變電阻值，讓LED亮度改變。

程式下載： 光敏電阻(調亮度).sb2

二、自動控制路燈

晚上(天黑)路燈自動打開，天亮路燈自動熄滅

同上面一樣接線。

增加一個說的指令，來看看光強度和光敏電阻的接收情形。

用運算指令 [ <  ] 來判斷天空多暗才要啟動路燈亮起來。

當光強度減弱，光敏電阻的電阻值增加，類比腳位A0讀到的值減少到判斷標準，就讓路燈(LED)亮起來。

測試時，用手靠近光敏電阻，改變光敏電阻接收到的光強度(天黑了)，達到標準時路燈(LED)就亮起來。

程式下載： 路燈.sb2

三、光吉他

依照光線亮度發出不同音調聲音

光敏電阻一端接5V，再接一顆1K歐姆的電阻，然後接GND，在光敏電阻和1K歐姆電阻中間腳接一條線到類比腳A0輸入。

光敏電阻接收到不同的光強度時，電阻值改變，中間的電壓也會改變，類比腳A0也就讀到不同的電壓資料。

另外接一組蜂鳴器(請參考第七課)。由數位腳D11來控制輸出的音調(頻率)。

設置數位腳位D11為音調輸出，輸出的音調(聲音頻率)由A0來決定。

用手在光敏電阻上揮動，改變光敏電阻接收到的光強度，就會改變電阻值，A0讀到的值改變，音調也跟著改變。

註：真正音符的頻率（赫茲）轉換有些複雜，這裡只簡單的讓學生體驗音調的改變。

程式下載： 光吉他.sb2

延伸：

將上面的裝置增加組數，就可以發出更多的音階，組成一個多音階的樂器。

可以將A0的值做一些運算，讓頻率改變。

四、打擊樂

當遮蔽光敏電阻時，電腦就發出一個聲音，一群人輪流遮蔽光敏電阻，讓電腦完成歌曲演奏。

光敏電阻一端接5V，再接一顆1K歐姆的電阻，然後接GND，在光敏電阻和1K歐姆電阻中間腳接一條線到類比腳A0輸入。

光敏電阻接收到不同的光強度時，電阻值改變，中間的電壓也會改變，類比腳A0也就讀到不同的電壓資料。

LED可以不用接。

用運算指令 [ <  ] 來判斷是否有人動作。

當有人遮蔽光敏電阻時，A0的值小於100，就彈奏鼓聲。

可以選擇發出不同的[鼓聲]

程式下載：光打擊樂.sb2

延伸：

各組選擇不同的鼓聲，配合節奏，大家一起彈奏(遮光)，就可以完成打擊樂了。

五、演奏歌曲

當遮蔽光敏電阻時，電腦就發出一個聲音，一群人輪流遮蔽光敏電阻，讓電腦完成歌曲演奏。

先設定樂器種類，上圖的11是 薩克斯風。

然後將歌曲音符編排好，加上偵測動作的[等待…]指令

用運算指令 [ <  ] 來判斷是否有人動作。

當有人遮蔽光敏電阻時，A0的值小於300，就彈奏一個音符。(實際值請自行調整)

這樣就可以依序將歌播完。

因為歌曲常常有一些重複的曲段，所以用積木來編排，節省程式長度，比較簡潔。

如果想要變換樂器，只要更改[樂器種類]就可以了。

程式下載：演奏歌曲.sb2

延伸：

1.學生自由創作不同的音樂

2.多組光敏電阻組合，學生輪流遮蔽不同的光敏電阻，演奏一首歌

3.增加一組蜂鳴器，使用蜂鳴器來演奏樂曲。

六、創作：

A.

將光敏電阻換成紅外線感應器(16課)(或超音波感應器(13課))，再加上大喇叭，就成了第一課的垃圾桶和資源回收箱了。

https://youtube.com/watch?v=qRgWttqFKu8

https://youtube.com/watch?v=zCt_MzsnIUk

註：要真的實用還有一些細節要改進，例如：接線要堅固，加裝擴音線路才能讓喇叭發出夠大的聲音……….

B.

排列6組光敏電阻接收訊號分別接A0~A5，旁邊對應接6組LED。

隨機讓LED燈亮，當LED亮燈後在1秒內需用手遮蔽光敏電阻，可以得到1分。否則不計分，限時1分鐘。

七、應用：

製作方法：

http://mingshiuan.blogspot.com/2012/12/arduino.html

PS：他們用[紅外線感應器]當感應器，用[光敏電阻]應該也可以有效果。

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註：CDS 光敏電阻器

http://www.token.com.tw/big5/pdf/resistor/b5_cds_resistor_pgm.pdf

註2：

光敏電阻模組：將光敏電阻連接好電阻，固定在板上模組化，方便使用。

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相關連結：

新DiFi課程目錄
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/104089/678192

WFduino(Arduino)課程目錄
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/641433