光感測在生活科技應用, 光感測元件, micro:bit亮度感測原理, 亮度感測測試, 自動調光小夜燈

1. micro:bit亮度感測
Revised on January 8, 2020
 光感測在生活科技應用
 光感測元件
 micro:bit亮度感測原理
 亮度感測測試
 自動調光小夜燈

2.  光感測器在生活科技應用實例
亮度感測 1/3
2
自動小夜燈 螢幕亮度自動調整

3.  光線感測元件
 光敏電阻 (photoresistor)
受光時，CdS硫化鎘內原本處於穩定狀態的電子受到激發成為自由電子。所以光線
越強，產生的自由電子也就愈多，電阻值就會變小
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3
零件外觀
電路符號
光線愈強，分壓
輸出愈大
RCdS
R1 10KΩ
5V
𝑉
𝑅
𝑅 𝑅
5𝑉

4.  光二極體 (photodiode)
工作在逆向偏壓。當光照射在光電二極體上，會使其對逆向偏壓電流增加。由於光
二極體電流很小，需要搭配電晶體或運算放大器使用
 光電晶體 (Phototransistor)
相當於光電二極體 + 電晶體放大
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4
電路符號零件外觀
Light
Current
C
E
Flat spot
B
Emitter
Base
Collector
電路符號零件外觀

5.  Micro:bit並沒有特別設置亮度感測器，而是利用LED的反向原理
 LED不亮時，若有接收到外界光源，會在LED接腳上出現逆電流的，這時若
接腳切換成ADC輸入角色，讀取接腳的電壓數值，是可以得知環境亮度的
 接腳從⼀般輸出接腳轉變成ADC輸入接腳時，需要⼀段時間的穩定，才能
對最小的逆電流進行精確量測，這約要4mS(毫秒，千分之⼀秒)的時間
 啟動亮度感測器後，會略影響本來的5×5 LED燈顯示，本來是每秒更新55
次畫面，會因需要偵測周遭亮度而減少更新頻率，自每秒55次降至50次
 LED的逆電流感測會對自己發出的顏色比較敏感，Micro:bit用的是紅色
LED，所以周遭附近若有紅光，紅光亮度的弱與強，是Micro:bit比較可
以精準感測的
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6.  Micro:bit板子LED是以5*5方式排列，但控制電路是使用3*9方式連
接 (其中第二列第8及第9行未接LED)
 col 1~col 3接腳可以切換為類比輸入
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7.  用來做為亮度感測之LED位置
 重置後首次亮度感測回傳值為255
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8.  測試程式
 光線感測值0~255，數值愈大代表亮度愈亮
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9.  自動調光小夜燈
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255
0
光線感測值
150
小夜燈亮度值(分等級)
最暗
最亮
5
55
105
155
205
255
小夜燈不亮
點亮小夜燈

10.  參考程式
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