使用Arduino开发板实现功率LED的自动亮度控制

风筝

“烟花过后，便是整个黑夜！”我们有时会忘记关灯，这样的话就会浪费电力，另外我们也一定还看到过白天路灯开着。在本篇文章中，我们不仅根据光线条件自动实现打开和关闭灯光，还会根据外部光线条件改变灯光的亮度。在这里，我们使用LDR和Arduino的PWM外设来自动降低或增加1瓦功率LED的亮度。PWM是指脉宽调制，通过PWM引脚输出的信号是一个模拟信号，并且Arduino认为是一个数字信号。它使用数字波的占空比来产生信号的模拟值。同时，该信号还用于控制电源LED的亮度。

所需的材料

●    Arduino UNO开发板

●    光敏电阻LDR

●    电阻（510欧和100k欧）

●    电容（0.1uF）

●    晶体管2N2222

●    1瓦功率LED

●    连接电线

●    面包板

电路原理图

使用Arduino实现功率LED自动强度控制的电路图

代码和说明

在文章的末尾处给出了使用Arduino实现自动LED调光的完整代码。

在下面的代码中，我们定义了PWM引脚和代码中要使用的变量。

1. int pwmPin = 2; // assigns pin 12 to variable pwm
   
2. int LDR = A0; // assigns analog input A0 to variable pot
   
3. int c1 = 0;   // declares variable c1
   
4. int c2 = 0;   // declares variable c2

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现在，在loop()函数中，我们首先使用函数“analogRead(LDR)”读取LDR的值，然后将该模拟输入值保存到一个名为“value”的变量中。通过做一些数学计算，我们产生PWM信号。在这里，只有在模拟值小于500的情况下，我们才会使用PWM来控制光的强度，如果超过500，我们会完全熄灭灯光。

1. int value = analogRead(LDR);
   
2.   Serial.println(value);
   
3.   c1= value;
   
4.   c2= 500-c1;     // subtracts c2 from 1000 ans saves the result in c1
   
5. 
   
6.   if (value < 500)
   
7.   {
   
8.   digitalWrite(pwmPin, HIGH);
   
9.   delayMicroseconds(c2);  
   
10.   digitalWrite(pwmPin, LOW);
    
11.   delayMicroseconds(c1);  
    
12.   }
    
13. 
    
14.   if (value > 500)
    
15.   {
    
16.     digitalWrite(2,LOW);
    
17.   }
    
18. }

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如何实现自动控制灯光亮度

根据电路图，我们使用LDR和100k电阻制作了一个分压电路。分压电路的输出连接到Arduino的模拟引脚。模拟引脚检测电压并将该模拟值传递给Arduino开发板。模拟值根据LDR的电阻而变化。因此，如果在LDR上变暗，其电阻会增加，因此电压值（模拟值）会减小。因此，模拟值改变PWM输出或占空比，并且占空比进一步与功率LED的光强度成比例。所以LDR上的光线会自动控制Power LED的强度。下面的流程图展示了它是如何工作的，向上的箭头符号表示“增加”，向下的箭头符号表示“减少”。

光强（在LDR上）↓ - 电阻↑ - 模拟引脚电压↓ - 占空比（PWM）↑电源LED亮度↑

如果外部非常亮（当模拟值增加到超过500）时，电源LED熄灭。

代码

本篇文章使用的完整代码如下所示：

1. int pwmPin = 2; // assigns pin 12 to variable pwm
   
2. int pot = A0; // assigns analog input A0 to variable pot
   
3. int c1 = 0;   // declares variable c1
   
4. int c2 = 0;   // declares variable c2
   
5. 
   
6. void setup()  // setup loop
   
7. {
   
8.   pinMode(pwmPin, OUTPUT);
   
9.   pinMode(pot, INPUT);  
   
10.   Serial.begin(9600);
    
11. }
    
12. 
    
13. void loop()
    
14. {
    
15. 
    
16.   int value = analogRead(pot);
    
17.   Serial.println(value);
    
18.   c1= value;
    
19.   c2= 500-c1;         // subtracts c2 from 1000 ans saves the result in c1
    
20.   
    
21.   if (value < 500)
    
22.   {
    
23.   digitalWrite(pwmPin, HIGH);
    
24.   delayMicroseconds(c2);   
    
25.   digitalWrite(pwmPin, LOW);  
    
26.   delayMicroseconds(c1);   
    
27.   }
    
28. 
    
29.   if (value > 500)
    
30.   {
    
31.     digitalWrite(2,LOW);
    
32.   }
    
33.   
    
34. }

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AAA

大佬 请问这个面包板该怎么看呢？