Arduino第十課(光敏電阻)
宜蘭縣竹林國小 陳金助老師
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)
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來控制輸出的模擬電壓(PWM)大小。
1.讀取類比腳A0的資料:
使用[說類比腳位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
設置數位腳位D11為PWM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,PWM11的輸出值為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: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100,就彈奏一個音符。
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:光樂器.sb2
鋼琴
薩克斯風
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
六、創作:
將光敏電阻換成紅外線感應器(或超音波感應器),再加上大喇叭,就成了第一課的垃圾桶和資源回收箱了。
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……….
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相關連結:
Arduino初級班課程目錄
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/93477/605771
Arduino課程準備
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Arduino第一課(概論、連接)
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Arduino第二課(LED)
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Arduino第三課(用鍵盤控制LED)
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Arduino第四課(LED紅綠燈)
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Arduino第五課(pwm)
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Arduino第六課(RGB三色LED)
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Arduino第七課(蜂鳴器)
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Arduino第八課(按鍵)
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文章來源:Arduino第十課(光敏電阻) 由 roc 發表。