Capteurs d'intensité lumineuse : Caractéristiques, utilisations et guide d'intégration Arduino

Capteur d'intensité lumineuse

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Avez-vous besoin d'évaluer une distance relative par rapport à votre source de lumière ? Ou avez-vous besoin d'un dispositif efficace pour mesurer la luminosité de votre source de lumière ? Alors, vous avez besoin d'un capteur d'intensité lumineuse.

Qu'est-ce que c'est ? Comment ça fonctionne ? Pas de souci, cet article vous donnera une analyse du dispositif en mettant en évidence les caractéristiques, les applications, et plus encore.

Continuons !

Qu'est-ce qu'un capteur d'intensité lumineuse ?

Le capteur d'intensité lumineuse est un dispositif qui fonctionne comme un compteur de vitesse. C'est-à-dire qu'il fonctionne en détectant la lumière. Mais la lumière n'est pas simple. Donc, le capteur d'intensité lumineuse mesure la lumière en fonction de la taille d'un collecteur. Quelques exemples de collecteurs sont les chargeurs solaires pour téléphone, les panneaux solaires de décharge, etc.

Dans cet esprit, il est crucial de connaître les unités que le capteur d'intensité lumineuse mesure pour comprendre le dispositif.

Les unités du capteur d'intensité lumineuse

Lumen

Cette unité mesure le flux lumineux total d'une ampoule. Donc, un lumen est le produit de l'intensité lumineuse (mesurée en candelas) et de l'angle que le faisceau remplit (mesuré en stéradians).

Par exemple, si vous avez une ampoule qui produit de la lumière visible dans différentes directions avec une intensité lumineuse de 20 candelas, votre flux lumineux sera de 251 lumens.

Et cela s'applique si vous multipliez l'intensité lumineuse par les 4π stéradians complets. Donc, indépendamment de la concentration ou de la réflexion de la lumière, cette ampoule générera 251 lumens de flux lumineux.

Candela

Cette unité montre la force de la lumière pour l'œil humain. En effet, l'unité utilise la formule officielle SI qui mesure la longueur d'onde de la lumière dans un faisceau. Mais, elle repose largement sur sa sensibilité à l'œil humain.

Fait intéressant, la candela n'est pas idéale pour comparer les lampes de poche et les ampoules.

De plus, l'intensité du faisceau dépend de la concentration de sortie dans une direction spécifique et de la sortie de l'ampoule. Par conséquent, vous avez besoin d'un lumen pour mesurer avec précision la plage de mesure de la sortie d'une ampoule.

Lux

Cette unité mesure le flux lumineux pour chaque unité de surface. Donc, le lux représente un lumen pour chaque mètre carré. De plus, l'unité est utile pour mesurer l'intensité lumineuse qui traverse une surface. En d'autres termes, le lux est la quantité totale de lumière qui frappe une surface spécifique.

Comment fonctionnent les capteurs d'intensité lumineuse ?

Les capteurs d'intensité lumineuse fonctionnent en mesurant l'éclairement à l'aide de différents dispositifs comme :

Photorésistance

La photorésistance est un dispositif qui change de résistance lorsque vous changez la luminosité de la lumière. Donc, vous pouvez l'utiliser pour déterminer quand la lumière est éteinte ou allumée. Alternativement, vous pouvez utiliser le dispositif pour comparer les niveaux de lumière. De plus, ils jouent un rôle essentiel dans le capteur d'intensité lumineuse.

Photodiode

Occasionnellement, les capteurs d'intensité lumineuse utilisent la photodiode pour mesurer l'éclairement. Typiquement, les photodiodes utilisent l'effet photoélectrique interne du dispositif. C'est-à-dire que les électrons se libèrent lorsqu'un faisceau de lumière frappe. Par conséquent, l'énergie électrique circulera. Donc, vous pouvez mesurer le courant pour que l'éclairement lumineux revienne. Donc, un excellent exemple de dispositifs qui fonctionnent comme capteurs d'intensité lumineuse à photodiode sont les panneaux solaires.

Phototransistors

En vérité, ce capteur d'intensité lumineuse fonctionne comme une photodiode et une amplification. En raison de l'amplification, les phototransistors ont une sensibilité à la lumière plus élevée. Mais ils ne sont pas idéaux pour la détection de faible niveau de lumière comme les photodiodes.

Caractéristiques d'un capteur d'intensité lumineuse

• Excellente stabilité
• Les interfaces de sortie avec tension et RS485
• Il a une large plage de mesure
• Le capteur a un indice IP66
• Livré avec TVS/ESD intégré

Applications du capteur d'intensité lumineuse

Voici les différentes applications où vous pouvez utiliser des capteurs d'intensité lumineuse.

1. Sécurité

Pour la sécurité, les capteurs se combinent avec des lasers pour créer certains faisceaux invisibles comme barrières de sécurité.

2. Automobile

Dans les nouvelles voitures, certains capteurs aident les phares à s'allumer automatiquement.

3. Électronique grand public

Les capteurs de lumière aident à augmenter la luminosité de l'écran des téléphones mobiles dans les zones sombres.

4. Éclairage public

La nuit, les capteurs de lumière dans les lampadaires s'allument lorsqu'ils détectent des piétons ou des automobilistes passant.

5. Médical

Vous pouvez trouver des capteurs d'intensité lumineuse dans l'oxymétrie de pouls et les moniteurs cardiaques.

6. Horticulture

Les capteurs d'intensité lumineuse fonctionnent avec les systèmes d'arrosage utilisés en horticulture. Ils détectent la lumière du soleil et activent les arroseurs pour fonctionner — gardant les arbres et les plantes bien hydratés.

7. Solaire

Les capteurs de lumière aident à détecter les rayons du soleil et à aligner les panneaux solaires pour tirer le meilleur parti de l'énergie solaire.

Comment construire le capteur d'intensité lumineuse en utilisant Arduino

Pour exécuter correctement ce projet, vous devrez combler l'entrée analogique Arduino avec une photorésistance. Ensuite, vous pouvez utiliser la fonction analogRead() pour mesurer et lire les valeurs Arduino. Ensuite, programmez la broche 3 LOW ou HIGH pour éteindre ou allumer les lumières LED.

Fait intéressant, la valeur seuil pour l'Arduino est généralement 150. Donc, l'Arduino contrôle les lumières LED pour qu'elles s'éteignent lorsque la valeur analogique lit en dessous de 150. Mais, si la valeur analogique de l'Arduino lit au-dessus de 150, les lumières LED s'allument automatiquement.

Quels sont les outils requis pour configurer les lumières LED Arduino ?

Voici les matériaux nécessaires pour exécuter ce projet.

• LED (2)

• Résistance 1K Ohms (1)

• Résistances 470 Ohms (2)
• Carte Arduino (1)

• Fils de liaison

• Breadboard (1)

• Photorésistance (1)

Photorésistance pour détecter l'intensité lumineuse

Comment câbler la configuration en 8 étapes

Schéma de circuit Arduino intensité lumineuse

Source de l'image : Arduino.cc

1. Tout d'abord, reliez la première des deux bornes LDR à 5 volts. Ensuite, combinez la deuxième borne LDR à la GND sur la carte via la résistance de 1K Ohm.

2. Reliez la broche analogique A1 à l'extrémité d'un fil de liaison. Ensuite, connectez l'autre extrémité du fil de liaison à la borne non-masse de la résistance de 1K.

3. Ensuite, reliez les LED dans un chemin correspondant via la résistance de 470 ohms — tout en mettant à la masse les bornes négatives — comme vu dans le diagramme ci-dessus.

4. Combinez les bornes positives des LED avec la broche trois via la deuxième résistance de 47 ohms.

5. Ensuite, reliez la broche GND de l'Arduino aux bornes mises à la masse.

6. Mettez l'Arduino en marche en le connectant via le câble USB Arduino.

7. Ensuite, utilisez le logiciel Arduino IDE pour téléverser le programme de l'Arduino sur un système.

8. Enfin, alimentez votre carte Arduino via un câble USB ou une source de batterie.

Comment tester si votre capteur d'intensité lumineuse Arduino fonctionne

D'abord, assurez-vous que votre pièce est sombre car les LED ne fonctionneront pas si la pièce est lumineuse ou éclairée. Ensuite, utilisez votre main pour couvrir la photorésistance et confirmez si la LED s'allume. Ensuite, découvrez la photorésistance et confirmez si la LED s'éteint.

Voici une image du code Arduino requis pour exécuter le projet.

Code Arduino

Source de l'image : Arduino.cc

En résumé

Avec les informations détaillées dans cet article sur les capteurs d'intensité lumineuse, vous devriez avoir des informations complètes sur le sujet. De plus, vous pouvez mettre en œuvre les étapes et utiliser les outils requis pour construire votre capteur de lumière Arduino.

Trouvez-vous encore difficile de construire vos capteurs de lumière Arduino ? Nous sommes prêts à vous aider. N'hésitez pas à nous contacter aujourd'hui.