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--- photoresistor [2023/06/29 12:40]
gongyu 创建
+++ photoresistor [2023/07/24 11:19] (当前版本)
hexuhua
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-## 姿态传感器
+### 1. 什么是光电阻？
+光电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1KΩ以下。光敏电阻对光线十分敏感，其在无光照时，呈高阻状态，暗电阻一般可达1.5MΩ。
-### 1. 什么是姿态传感器？
+光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。
-### 2. 姿态传感器是如何工作的？
+下图为常见的光敏传感器：
-### 3. 如何应用姿态传感器？
+{{ :wiki:光敏电阻.jpg?600 |}}
-### 4. 主要的姿态传感器供应商
+### 2. 光电阻是如何工作的？
+光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。
+光敏电阻的材料在光照下会发生光电效应，即光子的能量会被吸收并导致材料的电阻值发生变化。当光敏电阻暴露在光线下时，光子会激发光敏材料中的电子，使其跃迁到导带中，产生电流。这会导致光敏电阻的电阻值降低。因此，光敏电阻的电阻值和光照强度呈反比关系：光照强度越高，电阻值越低。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也加交流电压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。
+{{ :wiki:光敏电阻的工作原理.jpg?400 |}}
+### 3. 如何应用光电阻传感器？
+光敏电阻传感器（也称为光敏电阻器或光敏电流元件）是一种能够感知光照强度变化的电子元件。它们在许多应用中都有广泛的用途。以下是几个常见的光敏电阻传感器的应用方向：
+、光照控制：光敏电阻传感器可以用于室内外照明系统中，根据光照强度的变化自动调节灯光的亮度。
+、智能家居：光敏电阻传感器可以与其他智能家居设备（如智能灯泡、窗帘等）配合使用，根据环境的光照变化实现自动化控制。
+、摄影与摄像：光敏电阻传感器可以帮助相机自动调节快门速度和曝光时间，以便在不同的光照条件下拍摄清晰的照片和视频。
+、安防系统：光敏电阻传感器可以用于安防系统中，当周围环境的亮度发生变化时，触发警报或其他安全措施。
+、能量节约：光敏电阻传感器可用于智能照明系统或太阳能发电系统，以优化能量使用并提高能源效率。
+### 4. 光电阻的典型应用电路
+{{ :wiki:光敏电阻调光电路.jpg?400 |}}
+图(1)是一种典型的光控调光电路，其工作原理是：当周围光线变弱时引起光敏电阻的阻值增加，使加在电容C上的分压上升，进而使可控硅的导通角增大，达到增大照明灯两端电压的目的。反之，若周围的光线变亮，则RG的阻值下降，导致可控硅的导通角变小，照明灯两端电压也同时下降，使灯光变暗，从而实现对灯光照度的控制。
+上述电路中整流桥给出的是必须是直流脉动电压，不能将其用电容滤波变成平滑直流电压，又可使电容C的充电在每个半周从零开始，准确完成对可控硅的同步移相触发。
+{{ :wiki:光敏电阻式光控开关.jpg?400 |}}
+图(2)是一种简单的暗激发继电器开关电路。其工作原理是：当照度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升激发VT1导通，VT2的激励电流使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点断开，实现对外电路的控制。
+{{ :wiki:简单的暗激发光控开关.jpg?400 |}}
+图(3)是一种精密的暗激发时滞继电器开关电路。其工作原理是：当照度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升使运放IC的反相端电位升高，其输出激发VT导通，VT的激励电流使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点断开，实现对外电路的控制。
+### 4. 光电阻传感器的优缺点
+#### 优点：
+、灵敏度高：光敏电阻对光照的变化非常敏感，能够快速地响应光强的变化。
+、范围广：它可以覆盖广泛的光强范围，从红外到可见光再到紫外线。
+、成本低廉：与其他光敏元件相比，光敏电阻的制造成本相对较低，使其成为常见的光敏元件之一。
+、结构简单：光敏电阻通常由半导体材料制成，其结构相对简单，易于使用和集成到各种电路中。
+#### 缺点：
+、响应速度较慢：与其他光敏元件（如光电二极管）相比，光敏电阻的响应速度较慢，因此在某些快速响应要求的应用中可能不太适合。
+、线性度差：光敏电阻的响应与光照之间的关系并非线性，这可能导致一些精密光测量应用中的误差。
+综上所述，光敏电阻具有高灵敏度、广泛的光强范围和低成本等优点，但也存在响应速度较慢和线性度差的缺点。根据具体应用的需求，选择适当的光敏元件，如光电二极管或光电传感器，可能更为合适。
+### 5. 光电阻传感器的供应商有哪些？
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/advanced-photonix|Advanced Photonix]] : Advanced Photonix是一家专注于光电子技术的公司。他们的产品包括光电二极管、光电探测器、光纤通信模块等。Advanced Photonix的产品主要应用于通信、医疗、工业和军事领域。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/parallax|Parallax Inc]] : Parallax Inc是一家提供教育和娱乐电子产品的公司。他们的产品包括基于微控制器的开发板、传感器、机器人等。Parallax Inc的产品主要面向教育市场和个人爱好者，旨在帮助人们学习和探索电子技术。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/sparkfun|Sparkfun]] : Sparkfun Electronics是一家开源硬件公司，提供各种各样的电子元器件和开发工具。他们的产品包括传感器、模块、开发板等。Sparkfun的产品以创新性和开源性为特点，适合创客和爱好者使用。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/adafruit|Adafruit]] : Adafruit是一家开源硬件公司，专注于开发和制造创新的电子产品和工具。他们提供各种各样的电子元器件和模块，包括传感器、显示屏、开发板等。Adafruit的产品以易用性和开源性为特点，适合创客和爱好者使用。
+下面为上述供应商的应用场景对比：
+{{ :wiki:光敏电阻元器件供应商对比.png?nolink |}}
+### 6. 从哪里选型和购买光电阻传感器？
+[[https://www.digikey.cn/zh/products/filter/%E5%85%89%E5%AD%A6%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/%E5%85%89%E6%A3%80%E6%B5%8B%E5%99%A8-cds-%E7%94%B5%E6%B1%A0/540?s=N4IgTCBcDaKJKKh5U0KyuhuNJAXQL5A|DigiKey网站上光电阻传感器选型]]
+下面是对于Digikey网站前5个光敏电阻元器件的对比选型：
+{{ :wiki:光敏电阻选型对比图.png?nolink |}}
+### 7.使用RP2040驱动光敏电阻传感器的简单示例
+下面为RP2040与光敏电阻传感器模块的实物连接图：
+{{ :wiki:光敏电阻实物连接图.jpg?nolink |}}
+下面为RP2040与光敏电阻传感器模块的管脚连接：
+{{ :wiki:光敏电阻的管脚连接.png?nolink |}}
+下面为RP2040与光敏电阻传感器模块使用的代码：
+  from machine import Pin, ADC
+  from time import sleep
+  adc = ADC(Pin(26)) #设置ADC的管脚
+  while 1:
+      adc_num = adc.read_u16() #读取ADC的原始值，0-65535 对应电压 0.0v - 3.3v
+      adc_val = adc_num/65535*3.3 #将ADC的原始值转换为电压值
+      print(str(adc_val)) #将获取到的值传输到PC端打印
+下面为光敏电阻传感器模块无光照时PC端打印的数据：
+{{ :wiki:光敏电阻数据测量1.png?600 |}}
+下面为光敏电阻传感器模块在光照下时PC端打印的数据：
+{{ :wiki:光敏电阻数据测量2.png?nolink |}}
-### 5. 参考案例