這篇文章來(lái)源于DevicePlus.com英語(yǔ)網(wǎng)站的翻譯稿。

ARDUINO激光絆線

目的

本教程描述了如何使用Arduino Uno制作一個(gè)激光絆線。如果您不熟悉Arduino平臺(tái)，請(qǐng)參閱“Arduino設(shè)置教程”。

概述

在本教程中，您將學(xué)習(xí)如何設(shè)置激光絆線傳感器，并在光束被阻斷時(shí)觸發(fā)執(zhí)行器，在此例中為點(diǎn)亮LED。您將學(xué)習(xí)如何使用if/else循環(huán)、激光二極管以及光敏電阻。

警告: 激光可能對(duì)眼睛有害，切勿直視激光束。

設(shè)備

Arduino Uno R3

“DOT”激光模

20件光敏電阻套

9V、1A電源適配器

跳線

USB電纜(A-to-B)

面包板

目錄

電路設(shè)計(jì)

編寫(xiě)代碼

引腳定義

設(shè)置

循環(huán)

上傳并運(yùn)行程序

程序

1.1 電路設(shè)計(jì)

這個(gè)項(xiàng)目的電路設(shè)計(jì)相當(dāng)簡(jiǎn)單。電路分為三部分：激光電源、光敏電阻接收器（傳感器）和LED指示燈（執(zhí)行器）。一般來(lái)講，單片機(jī)通過(guò)傳感器接收來(lái)自外界的信息，并通過(guò)執(zhí)行器傳遞信息或執(zhí)行操作。我選擇使用LED指示燈作為我的執(zhí)行器，但是執(zhí)行器可以是警報(bào)、短信，甚至是門(mén)鎖。

我總是喜歡用Fritzing繪制原理圖（圖1：電路原理圖）。Fritzing是一款開(kāi)源原理圖設(shè)計(jì)和PCB布線軟件。這樣，將來(lái)可以作為參考。

圖1：電路原理圖

電路的第一部分是激光二極管的電源。您可以用5V引腳（紅色導(dǎo)線）為激光二極管供電。我希望能夠打開(kāi)/關(guān)閉激光器，但是Arduino上的數(shù)字輸出引腳無(wú)法為激光二極管提供足夠的功率。負(fù)極應(yīng)接地（黑色導(dǎo)線）。確保您的激光二極管不需要限流電阻。如果需要，請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)淖柚怠?/p>

接下來(lái)將創(chuàng)建我們的執(zhí)行器（LED指示燈）。執(zhí)行器的目的是告訴我們激光二極管光束已經(jīng)被阻斷。LED和電阻應(yīng)串聯(lián)在引腳9（淺藍(lán)色導(dǎo)線）和GND（黑色導(dǎo)線）之間。電阻的作用是限制流過(guò)LED的電流，并應(yīng)根據(jù)您的LED進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以防止電流過(guò)大將LED燒壞。請(qǐng)記住，LED較長(zhǎng)的引線是正極，應(yīng)連接到引腳9。

最后，電路的最后一部分是光敏電阻（圖2：光敏電阻），即我們的傳感器。光敏電阻是一種電阻，其阻值會(huì)隨電阻面上的光線強(qiáng)度變化而變化。電阻的一個(gè)引線應(yīng)連至引腳7（淺藍(lán)色導(dǎo)線），另一個(gè)引線應(yīng)連至GND（黑色導(dǎo)線）。我使用的光敏電阻在光線照射時(shí)具有高電阻，而在沒(méi)有光線時(shí)具有低電阻。

圖2：光敏電阻

2.0 編寫(xiě)代碼

2.1 引腳定義

代碼的第一部分是定義引腳。這一步是可選操作，但是為了便于記憶和跟蹤，我為引腳添加了描述性名稱(chēng)。另外，如果我改變電路的連接方式，只需改變引腳定義即可，無(wú)需改變引用引腳編號(hào)的每一行代碼。

在我們的電路中，光敏電阻被定義為“引腳7”，LED被定義為“引腳9”。

圖3：引腳定義

2.2 設(shè)置

在代碼的設(shè)置部分，我將LED引腳配置為數(shù)字輸出。

圖4：設(shè)置代碼

我們還將光敏電阻配置為帶上拉電阻（INPUT_PULLUP）的數(shù)字輸入。我們正在創(chuàng)建的電路與下面的電路類(lèi)似，這是一種常用電氣電路。在這種情況下，上拉電阻和電壓源位于單片機(jī)（Arduino）內(nèi)部，“按鈕”則是我們的光敏電阻。當(dāng)激光二極管照射在光敏電阻上時(shí)，它呈現(xiàn)高電阻，并且上拉電阻將輸入的電壓拉到數(shù)字高電平。當(dāng)光束被阻斷時(shí)，光敏電阻的電阻下降，輸入電壓變?yōu)閿?shù)字低電平。

圖5：上拉電阻輸入電路

2.3 循環(huán)

對(duì)于重復(fù)循環(huán)，我編寫(xiě)了一個(gè)連續(xù)查詢(xún)光敏電阻數(shù)字輸入的IF/ELSE語(yǔ)句。如果數(shù)字輸入為高電平，LED輸出關(guān)閉；否則LED輸出開(kāi)啟。

圖6：循環(huán)代碼

3.0 上傳并運(yùn)行程序

圖7：激光絆線的Arduino電路

將代碼上傳到Arduino。確保Arduino已經(jīng)連接9V電源適配器，因?yàn)閁SB電源不足以為Arduino和激光二極管同時(shí)供電。程序開(kāi)始后，激光二極管應(yīng)該輸出一束激光。如果光束照射在光敏電阻上，LED應(yīng)熄滅（圖8：激光絆線）。當(dāng)光束被阻斷時(shí)，LED亮起，表明絆線已經(jīng)斷開(kāi)（圖9：絆線斷開(kāi)）。

圖8：激光絆線

圖9：絆線斷開(kāi)

提示：如果您的LED沒(méi)有點(diǎn)亮，請(qǐng)使用萬(wàn)用表分別檢查激光照射到光敏電阻上時(shí)光敏電阻的阻值以及光束阻斷時(shí)光敏電阻的阻值。光照射到光敏電阻上時(shí)，光敏電阻的阻值應(yīng)該在數(shù)千歐姆；沒(méi)有照射時(shí)，阻值應(yīng)為幾百歐姆或更低。

附件：激光絆線代碼

/*       Project: Laser Tripwire Tutorial      
 *       Written by: Chris Marella                 
 *       Date: January 24, 2018
 *       Version: 1.0   
 *       
  */

//Pin Definitions
const int photo = 7;
const int LED = 9;

void setup() {
  //Pin Configurations
  //Outputs
  pinMode(LED, OUTPUT);
  digitalWrite(LED, LOW);

  //Inputs
  pinMode(photo, INPUT_PULLUP);

}

void loop() {
  //if/else loop checks if photoresistor is high or low
  if(digitalRead(photo)==HIGH){
    digitalWrite(LED, HIGH);
  }else{
    digitalWrite(LED, LOW);
  }

}

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設(shè)備升級(jí)版適用于所有熱愛(ài)電子和機(jī)電一體化的人。

審核編輯黃宇