Sensores de Intensidade de Luz: Características, Usos e Guia de Integração com Arduino

Sensor de intensidade de luz

Fonte da imagem: Flickr

Você precisa medir a distância relativa da sua fonte de luz? Ou precisa de um dispositivo eficiente para medir o brilho da sua fonte de luz? Então, você precisa de um sensor de intensidade de luz.

O que é? Como funciona? Não se preocupe, este artigo dará uma visão geral do dispositivo destacando características, aplicações e mais.

Vamos prosseguir!

O que é um Sensor de Intensidade de Luz?

O sensor de intensidade de luz é um dispositivo que funciona como um velocímetro. Ou seja, funciona detectando luz. Mas a luz não é direta. Portanto, o sensor mede a luz baseada no tamanho de um coletor. Alguns exemplos de coletores são carregadores solares de celular, arrays solares de aterros, etc.

Com isso em mente, é crucial conhecer as unidades que o sensor de intensidade de luz mede para entender o dispositivo.

Unidades do Sensor de Intensidade de Luz

Lumen

Esta unidade mede o fluxo luminoso total de uma lâmpada. Um lumen é o produto da intensidade luminosa (medida em candelas) pelo ângulo que o feixe preenche (medido em esteradianos).

Por exemplo, se você tem uma lâmpada que produz luz visível em diferentes direções com intensidade luminosa de 20 candelas, seu fluxo luminoso será 251 lumens.

Isso se aplica se você multiplicar a intensidade luminosa pelo total de 4π esteradianos. Portanto, independentemente da concentração ou reflexão da luz, esta lâmpada gerará 251 lumens de fluxo luminoso.

Candela

Esta unidade mostra a força da luz para o olho humano. De fato, a unidade usa a fórmula oficial SI que mede o comprimento de onda da luz em um feixe. Mas depende largamente de sua sensibilidade ao olho humano.

Curiosamente, a candela não é ideal para comparar lanternas e lâmpadas.

Além disso, a intensidade do feixe depende da concentração da saída em uma direção específica e da saída da lâmpada. Portanto, você precisa de lumen para medir com precisão a faixa de medição da saída de uma lâmpada.

Lux

Esta unidade mede o fluxo luminoso por unidade de área. Portanto, lux representa um lumen por metro quadrado. Também é útil para medir a intensidade de luz que passa por uma superfície. Em outras palavras, lux é a quantidade total de luz que atinge uma superfície específica.

Como Funcionam os Sensores de Intensidade de Luz?

Sensores de intensidade de luz funcionam medindo iluminância usando diferentes dispositivos como:

Fotorresistor (LDR)

O fotorresistor é um dispositivo que muda a resistência quando você altera o brilho da luz. Portanto, você pode usá-lo para determinar quando a luz está ligada ou desligada. Alternativamente, pode usar o dispositivo para comparar níveis de luz. Além disso, eles desempenham papel essencial no sensor de intensidade de luz.

Fotodiodo

Ocasionalmente, sensores de intensidade de luz usam o fotodiodo para medir iluminância. Tipicamente, fotodiodos usam o efeito fotoelétrico interno. Ou seja, elétrons se soltam quando um feixe de luz atinge. Como resultado, energia elétrica fluirá. Portanto, você pode medir a corrente para a iluminância da luz retornar. Um excelente exemplo de dispositivos que funcionam como sensores de luz fotodiodo são painéis solares.

Fototransistores

Na verdade, este sensor de intensidade de luz funciona como um fotodiodo e amplificação. Como resultado da amplificação, fototransistores têm maior sensibilidade à luz. Mas não são ideais para detecção de baixo nível de luz como fotodiodos.

Características de um Sensor de Intensidade de Luz

• Excelente estabilidade
• Interfaces de saída com tensão e RS485
• Ampla faixa de medição
• Sensor com classificação IP66
• Vem com TVS/ESD integrado

Aplicações do Sensor de Intensidade de Luz

Aqui estão as diferentes aplicações onde você pode usar sensores de intensidade de luz.

1. Segurança

Para segurança, os sensores combinam com lasers para criar feixes invisíveis como barreiras de segurança.

2. Automóveis

Em carros novos, alguns sensores ajudam os faróis a acenderem automaticamente.

3. Eletrônicos de consumo

Sensores de luz ajudam a aumentar o brilho da tela de celulares em áreas escuras.

4. Iluminação pública

À noite, os sensores de luz em postes acendem quando detectam pedestres ou motoristas passando.

5. Médico

Você encontra sensores de intensidade de luz em oxímetro de pulso e monitores cardíacos.

6. Horticultura

Sensores de intensidade de luz trabalham com sistemas de irrigação usados na horticultura. Detectam luz solar e ativam os aspersores para funcionar – mantendo árvores e plantas bem hidratadas.

7. Solar

Sensores de luz ajudam a detectar raios solares e alinhar painéis solares para obter o melhor da energia solar.

Como Construir o Sensor de Intensidade de Luz usando Arduino

Para rodar este projeto corretamente, você precisará combinar a entrada analógica do Arduino com um fotorresistor. Então, pode usar a função analogRead() para medir e ler os valores do Arduino. Depois, programe o pino 3 LOW ou HIGH para desligar ou ligar as luzes LED.

Curiosamente, o valor limite para o Arduino costuma ser 150. Portanto, o Arduino controla as luzes LED para apagar quando o valor analógico lê abaixo de 150. Mas, se o valor analógico do Arduino lê acima de 150, as luzes LED acendem automaticamente.

Quais são as Ferramentas Necessárias para Configurar as Luzes LED do Arduino?

Aqui estão os materiais necessários para rodar este projeto.

• LED (2)

• Resistor 1K Ohms (1)

• Resistores 470 Ohms (2)
• Placa Arduino (1)

• Fios jumpers

• Protoboard (1)

• Fotorresistor (1)

Fotorresistor para detectar intensidade de luz

Como Ligar a Configuração em 8 Passos

Diagrama de circuito Arduino intensidade de luz

Fonte da imagem: Arduino.cc

1. Primeiro, una o primeiro dos dois terminais do LDR a 5 volts. Depois, combine o segundo terminal do LDR ao GND na placa via resistor de 1K Ohm.
2. Conecte o pino analógico A1 à extremidade de um cabo jumper. Depois, conecte a outra extremidade do cabo jumper ao terminal não-aterrado do resistor de 1K.
3. Em seguida, ligue os LEDs em um caminho correspondente via resistor de 470 ohms – aterrando os terminais negativos – como visto no diagrama acima.
4. Combine os terminais positivos dos LEDs com o pino 3 via segundo resistor de 47 ohms.
5. Conecte o pino GND do Arduino aos terminais aterrados.
6. Faça o Arduino funcionar conectando-o via cabo USB Arduino.
7. Use o software Arduino IDE para fazer upload do programa do Arduino para um sistema.
8. Finalmente, alimente sua placa Arduino via cabo USB ou fonte de bateria.

Como Testar se seu Sensor de Intensidade de Luz Arduino está Funcionando

Primeiro, certifique-se de que seu ambiente está escuro porque os LEDs não funcionarão se o ambiente estiver claro ou iluminado. Depois, use sua mão para cobrir o fotorresistor e confirme se o LED acende. Em seguida, descubra o fotorresistor e confirme se o LED apaga.

Aqui está uma imagem do código Arduino necessário para rodar o projeto.

Código Arduino

Fonte da imagem: Arduino.cc

Resumo

Com as informações detalhadas neste artigo sobre sensores de intensidade de luz, você deve ter informações abrangentes sobre o tópico. Também pode seguir os passos e usar as ferramentas necessárias para construir seu sensor de luz Arduino.

Ainda está com dificuldade para construir seus sensores de luz Arduino? Estamos dispostos a ajudar. Sinta-se à vontade para nos contatar hoje.