【Device Plus】如何利用Arduino实现激光绊线

sukiyaki · 发表于 2019-5-9 15:45:48

ARDUINO激光绊线

目的

本教程描述了如何使用Arduino Uno制作一个激光绊线。如果您不熟悉Arduino平台，请参阅“Arduino设置教程”。

概述

在本教程中，您将学习如何设置激光绊线传感器，并在光束被阻断时触发执行器，在此例中为点亮LED。您将学习如何使用if/else循环、激光二极管以及光敏电阻。

警告: 激光可能对眼睛有害，切勿直视激光束。

电路设计
编写代码
- 引脚定义
- 设置
- 循环
上传并运行程序

程序

1.1 电路设计

这个项目的电路设计相当简单。电路分为三部分：激光电源、光敏电阻接收器（传感器）和LED指示灯（执行器）。一般来讲，单片机通过传感器接收来自外界的信息，并通过执行器传递信息或执行操作。我选择使用LED指示灯作为我的执行器，但是执行器可以是警报、短信，甚至是门锁。

我总是喜欢用Fritzing绘制原理图（图1：电路原理图）。Fritzing是一款开源原理图设计和PCB布线软件。这样，将来可以作为参考。Fritzing的下载地址（可选）如下：http://fritzing.org/home/

图1：电路原理图

电路的第一部分是激光二极管的电源。您可以用5V引脚（红色导线）为激光二极管供电。我希望能够打开/关闭激光器，但是Arduino上的数字输出引脚无法为激光二极管提供足够的功率。负极应接地（黑色导线）。确保您的激光二极管不需要限流电阻。如果需要，请选择适当的阻值。

接下来将创建我们的执行器（LED指示灯）。执行器的目的是告诉我们激光二极管光束已经被阻断。LED和电阻应串联在引脚9（浅蓝色导线）和GND（黑色导线）之间。电阻的作用是限制流过LED的电流，并应根据您的LED进行相应调整，以防止电流过大将LED烧坏。请记住，LED较长的引线是正极，应连接到引脚9。

最后，电路的最后一部分是光敏电阻（图2：光敏电阻），即我们的传感器。光敏电阻是一种电阻，其阻值会随电阻面上的光线强度变化而变化。电阻的一个引线应连至引脚7（浅蓝色导线），另一个引线应连至GND（黑色导线）。我使用的光敏电阻在光线照射时具有高电阻，而在没有光线时具有低电阻。

图2：光敏电阻

2.0 编写代码

2.1 引脚定义

代码的第一部分是定义引脚。这一步是可选操作，但是为了便于记忆和跟踪，我为引脚添加了描述性名称。另外，如果我改变电路的连接方式，只需改变引脚定义即可，无需改变引用引脚编号的每一行代码。

在我们的电路中，光敏电阻被定义为“引脚7”，LED被定义为“引脚9”。

图3：引脚定义

2.2 设置

在代码的设置部分，我将LED引脚配置为数字输出。

图4：设置代码

我们还将光敏电阻配置为带上拉电阻（INPUT_PULLUP）的数字输入。我们正在创建的电路与下面的电路类似，这是一种常用电气电路。在这种情况下，上拉电阻和电压源位于单片机（Arduino）内部，“按钮”则是我们的光敏电阻。当激光二极管照射在光敏电阻上时，它呈现高电阻，并且上拉电阻将输入的电压拉到数字高电平。当光束被阻断时，光敏电阻的电阻下降，输入电压变为数字低电平。