micro:bit亮度感測應用
0 likes464 views
The document discusses using a micro:bit for light sensing applications. It explains how the micro:bit can sense light levels using its LEDs as photodiodes. When an LED pin is set as an analog input, the voltage measured corresponds to the ambient light level. Two example projects are described - an automatic night light that adjusts its brightness based on light levels, and a magic face panel display that changes expressions when the LED is covered and uncovered.
micro:bit亮度感測應用
- 1. micro:bit亮度感測應用 Revised on April 20, 2021 亮度度量衡 光感測元件與生活科技應用 micro:bit亮度感測 資料映射指令 實作練習 - 自動調光小夜燈 實作練習 - 魔術表情面板
- 2. 瓦特數：耗電量 1度電 = 仟瓦⋅小時 流明數：亮度 色溫：光線顏色 照明設備規格
- 3. 燭光定義：給定⼀個頻率為540×1012Hz的單色輻射光源，其發光效能 定為683流明/瓦特 流明(lm)是光通量的國際單位制導出單位，用於表示光源在單位時間 內所發出可見光的總量 根據燭光的定義來看，若⼀個功率為1瓦特，頻率為540×1012Hz的單色輻 射光源，其光通量為683流明 照度則是每單位面積縮接收的光通量，其單位勒克斯為流明/平方公尺 亮度(照度) 3
- 6. 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 亮度感測元件 1/2 6 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
- 7. 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 亮度感測元件 2/2 7 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
- 9. 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 micro:bit亮度感測 2/5 9
- 10. 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 micro:bit亮度感測 3/5 10
- 12. 測試程式 顯示亮度⻑條圖 micro:bit亮度感測 5/5 12
- 14. 環境亮度值小於150，開啟小夜燈 依據環境亮度值自動調整LED亮度等級 實作練習 - 自動調光小夜燈 1/3 255 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 關閉小夜燈 點亮小夜燈 小夜燈開關臨界值 14
- 15. 參考程式 實作練習 - 自動調光小夜燈 2/3 15
- 16. 實作練習 - 自動調光小夜燈 3/3
- 17. 初始顯示? 每次用手掌遮蔽LED再放開，LED依序變換顯示以下圖示 提示： 手掌遮蔽LED時，亮度感測值會下降；手掌移開時，亮度感測值會回復到 環境亮度值。須等到手掌移開才變換顯示。 注意事項：須依環境狀況調整亮度感測臨界值 實作練習 - 魔術表情面板 1/3
- 18. 設計以下程式 實作練習 - 魔術表情面板 2/3
- 19. 參考程式 實作練習 - 魔術表情面板 3/3