介绍
一个豪华豪客是用SI单位来测量照度和发光度的装置吗勒克斯。它有效地测量了照射在给定单位面积上的光的功率，除了功率测量是通过加权来反映人眼对不同波长光的敏感度。一种更简单的描述lux计的方法是，它测量落到传感器上的光线有多亮。市面上可以买到的勒克斯表价格从15美元到数百美元不等，但自己做一个更便宜也更有趣。
用于LUX仪表的光传感器可以是几种不同类型的传感器之一，包括光电二极管和光电晶体管，而是最容易使用的，并且通常最容易获得的传感器类型是光致电或偏心电阻（LDR）。正如您所期望的那样，LDR的阻力随着落在IT的变化而变化。如果您可以衡量LDR的电阻，并且您知道您的特定LDR的特征，您可以量化LDR上落在LDR上的LUX数量。一般来说，光线亮，电阻越低，不幸的是，阻力与LDR之间的关系不是一个很好的线性关系。它是一个指数关系，它是一个有点棘手的处理。虽然有一段时间，但您可以采取一些测量来确定阻力与勒克斯之间的数学关系，并将关系进行编程到微控制器中，以创建一个简单且合理地有效的Lux Meter。
在这个项目中，我将带你通过描述一个LDR，编写软件，可以计算照明，然后建立一个LDR和Arduino基于luxmeter的过程。
需要硬件
- 1偏心电阻（无关紧要，您甚至不需要知道部件号）
- 5公斤欧姆电阻
- arduino.
- 2x16 LCD盾牌
- 面包板
- 数字万用表（DMM）
- 商用照度计(用于描述您的LDR)
光相关电阻的特性
将LDR插入面包板，确保传感器的平坦部分平行于地面。
将DMM连接到LDR的两个引线并将其设置为测量电阻。将商业灯表的传感器放在LDR旁边。
同时确保两个传感器上相同的光线落下，录制了LDR抵抗和光线勒克斯的读数。从非常黑暗（近0勒克斯）到非常明亮的众多不同的照明电平重复这个过程，非常明亮（数千辆Lux）。重要的是，在所有这些不同的光线水平中，您可以尽力确保两个传感器都获得相同数量的光线。
将您的读数转移到电子表格（或在进行测量时直接输入它们），然后作为阻力的函数制作照度（Lux）的曲线图。您可以下载下面的电子表格，它将创建绘图并从您的条目执行所有必要的分析。
Lux_Approximation_from_LDR.xlsx
我从我的LDR获得的测量给了我以下情节：
该图表明，随着光的亮度增加，电阻呈指数级增长。最终，我们正在寻找的是该图的等式，我们可以插入阻力以获得勒克斯。可以直接从图中获取该等式，但这可能有点棘手。从直线上获得等式的方程更容易，其中等式的形式是\ [y = mx + b \]（其中m是线的斜率，b是线的y截距）。
事实证明，如果使用变量（照度和电阻）的对数，然后重新绘制，则最终将以（或多或少）的直线。对数的基础可以理论上可以是任何东西，但我将使用Base-10日志。以下是Lux的结果曲线图作为电阻日志的函数。
这个曲线非常接近一条直线，并且使用Excel（虽然你也可以通过检查做到这一点），我获得了一个最适合的合适线，斜率为-1.405和7.098的Y-entercept，这给了我等式：
\ [log_ {10}（lux）= -1.4 \ times log_ {10} \ left（r \ recte）+7.098 \]
这是上面的图表的一个很好的等式，但其目前的形式不能用于计算勒克斯免受阻力。我想要一个等式，其中\ [lux = something \]，不是\ [log（lux）= something \]。幸运的是，用一点点代数，我可以把方程式操纵到我想要的形式中。让我们假设我从上面的一般形式开始：
\ [log_ {10}（lux）= m \ time log_ {10} \ left（r \ revion）+ b \]
因为我用的是以10为底数的对数，所以可以两边各取10的幂，得到:
\ [10 ^ {log_ {10}（lux）} = 10 ^ {m \ times log_ {10}（r）+ b} \]
使用对数法则对等式两边进行化简，得到:
\[lux = 10^{m \ * log_{10}(R)} \ * 10^{b}\]
\ [= 10 ^ {（log_ {10}（r））^ {m}} \ times 10 ^ {b} \]
\ [= r ^ {m} \ times 10 ^ {b} \]
注意，B是常数，所以\ [10 ^ {b} \]也将是一个常量。
现在使用等式\ [勒克斯= 10 ^ {b} \ times r ^ {m} \]，您可以计算LDR上的照明
对于我的特定LDR，我最终得到了等式
\ [勒克斯=（1.25 \ times 10 ^ {7}）\ times r ^ { - 1.4059} \]
建造光照度计
建造Lux Meter非常简单。我只需要一个Arduino，一个LCD盾牌，我刚才表征的LDR和一个5个Kohm电阻。从理论上讲，您可以使用任何阻力值，但我选择了5个kohm，因为LDR的电阻在典型的房间照明条件下的几千欧欧姆。我将屏蔽插入Arduino，然后用LDR和电阻构建简单的分压器电路。该分压器电路是传感器电路的关键。5伏电源在LDR和5 KOHM电阻之间分开。随着LDR的电阻改变，两端电阻器两端的电压的分数也变化。如果使用Arduino测量5个Kohm电阻上的电压，则非常容易添加一些将确定LDR呈现的阻力。LDR连接到5V，电阻连接到地，之间的点连接到模拟输入0。
该分压器电路可以直接连接到LCD屏蔽，不需要面包板。此图片显示了LCD屏蔽中的LDR和5个KOHM电阻的已完成电路。
灯光仪代码
在第1部分中得到的公式将亮度与电阻联系起来，但是Arduino的模拟输入引脚只测量电压，所以需要进行一些计算才能得到电阻。
首先，必须通过使用analoggread函数来获得模拟电压的数字表示(记住这是通过5 kohm电阻的电压，而不是通过LDR的电压)。
rawData = analogRead (LDR_PIN);
其次，必须通过将模数转换器值缩放到参考电压来将数字表示转换回电压：
// MAX_ADC_READING = 1023 and ADC_REF_VOLTAGE = 5
电阻电压= (float)ldrRawData;
第三，必须确定LDR电压。由于5V在5 kohm电阻和LDR之间被分割，只需从5V中减去电阻电压:
ldrVoltage = ADC_REF_VOLTAGE -电阻电压;
最后，LDR的电阻必须根据电压进行计算(分压电路的简单电阻计算):
ldrResistance = ldrVoltage/resistorVoltage * REF_RESISTANCE;// REF_RESISTANCE为5 kohm
一旦获得电阻，可以计算照度（在勒克斯中），并且可以输出该值。
ldrlux = lux_calc_scalar * pow（ldrresistance，lux_calc_exponent）;
// lux_calc_scalar和lux_calc_exponent由Excel电子表格确定它们分别在我的示例中设置为12518931和-1.405
计算和显示输出全部在循环函数中完成，下面可以在循环功能中完成，如下图所示的草图源代码。来自Adafruit的LCD屏蔽用于显示Lux测量，因此必须为此草图下载他们的LCD库以进行工作
把它整合在一起
硬件已组装，代码已写入，所有需要完成的都是上传代码并将结果与商业光线进行比较。在下面的视频中，您可以看到LDR光线表的一侧比较LDR光线和来自Lutron的LX-102光线。在标准房光线（500 Lux及以下），两个灯光米在40或50勒克斯中彼此之间。在更明亮的灯光下，差异增长到100勒克斯或更长时间。这可能是因为我确定的特征曲线从实验偏离实际特征曲线。如果我采取了更多的样本，特别是专注于在我希望测量的照明条件范围内获取样品，我可能最终有一个方程，更敏感地代表实际特征曲线。
总的来说，我会说，当您只想需要一个普通的房间时，LDR灯表在普通房间里足够好，但如果您想要精确和准确的测量，您需要使用不同类型的传感器。
最后一个词
LDR照度计并不是非常精确，但在某些条件下已经足够好了。
- 在LDR表征期间，确保落在LDR和商业传感器上的光相同非常重要。
- LDR卢克斯便宜且易于制造。您只需要一个商用光传感器，以帮助您根据需要使用尽可能多的LDR光传感器。
为自己提供这个项目！得到bom。
在选择LDR时，看着各种数据表，它声明它们在绿色到红色的灵敏度变化。我找不到一个图表，说得分如何宽。他们都覆盖了蓝色的否吗？我希望测量不同颜色的LED的强度IR到紫外线。如果二极管对光敏感，我可以使用彩色LED作为颜色敏感装置吗？
除了我以前的帖子。是的，LED在曝光时产生电压，但我无法判断彩色镜片是否具有过滤效果。当暴露于白色或蓝色LED时，我的黄色LED在暴露于白色或蓝色LED时产生约1.3 V.它是一个调光红色的LED还是颜色？