Raspberry Pi光センサー：シンプルなLDRチュートリアル
このRaspberryPi光センサーのチュートリアルでは、フォトレジスタセンサーをGPIOピンに正しく接続する方法を示します。最後に、単純なPythonスクリプトでどのように使用できるかを示し、そこからデータを収集して使用できるようにします。
これは、光で作動する目覚まし時計など、将来のプロジェクトに組み込むことを検討しているもう1つのセンサーです。
この回路で使用する各パーツについてもう少し詳しく説明します。これらについてさらに情報が必要な場合は、必ず読んでください。このチュートリアルでは、単純なフォトセルセンサーを使用しているだけですが、これらは一部のタスクには最適ですが、希望するほど正確ではない可能性があることに注意してください。
光センサーの回路とコードの設定方法を段階的に視覚的に確認したい場合は、機器リストのすぐ下にあるビデオを確認してください。
機器：
このRaspberryPi光センサーのチュートリアルを完了するには、次の機器が必要です。ブレッドボードギアがなくてもこれを行うことができますが、多くの回路作業を行う予定がある場合は、いくつかに投資することを強くお勧めします。
推奨：
ラズベリーパイ
Raspberry Pi2またはB +を使用している場合は8GBSDカードまたはMicroSDカード
イーサネットコードまたはWifiドングル
光センサー（LDRセンサー）
11uFコンデンサ
オプション：
ラズベリーパイケース
USBキーボード
USBマウス
GPIOブレイクアウトキット
ブレッドボード
ブレッドボードワイヤー
ビデオには、このチュートリアルのテキストバージョンが行うほとんどすべてが含まれています。物事が視覚的に行われるのを見たい場合に最適です。完了したら、回路がどのように機能するかを確認することもできます。
ビデオのすぐ下にテキストの説明と情報があります。
ラズベリーパイ光センサー回路
このチュートリアルで作成する回路は非常にシンプルで、回路を使い始めたばかりの人に最適です。
光依存抵抗器またはLDRセンサーとしても知られているものは、私たちの回路で最も重要な機器です（明らかに）。それがなければ、それが暗いか明るいかを検出することはできません。明るい場所では、このセンサーの抵抗はわずか数百オームですが、暗い場所では、抵抗は数メガオームになる可能性があります。
回路内のコンデンサがそこにあるので、LDRセンサーの抵抗を測定することができます。コンデンサは基本的に、電力を受け取っている間に充電し、電力を受け取っていないときに放電するバッテリーのように機能します。これをLDRと直列に使用すると、LDRがどの程度の抵抗を与えるか、つまり明るいか暗いかを判断できます。
光センサー回路を正しく構築するには、以下の手順に従うか、手順のすぐ下にある回路図を確認してください。次の手順では、ピンの物理的な番号（論理的な順序）を参照しています。
- 最初にピン＃1（3v3）をブレッドボードのプラスレールに接続します。
- 次に、ピン＃6（アース）をブレッドボードのアースレールに接続します。
- 次に、LDRセンサーをボードに配置し、ワイヤーを一方の端からプラスのレールに接続します。
- LDRセンサーの反対側に、RaspberryPiに戻るワイヤーを配置します。これをピン＃7に引っ掛けます。
- 最後に、コンデンサをワイヤからブレッドボードの負のレールに配置します。コンデンサの負のピンが負のレールにあることを確認してください。
これで、Pythonコードに進む準備が整いました。回路に問題がある場合は、下の図を参照してください。
このプロジェクトのコードは非常に単純で、明るい、日陰、または完全に暗いかどうかを大まかに教えてくれます。
この回路で直面する最大の問題は、Piにアナログピンがないという事実です。これらはすべてデジタルであるため、入力の抵抗の変動を正確に測定することはできません。このアナログピンの欠如は、モーションセンサーのチュートリアルでは問題ではありませんでした。これは、アナログピンからの出力が高または低（デジタル）であったためです。代わりに、コンデンサが充電されてピンがハイになるまでにかかる時間を測定します。この方法は、明るいか暗いかを判断する簡単ですが不正確な方法です。
Raspberry Pi光センサーコードとその機能について簡単に説明します。コードが必要な場合は、下にコピーして貼り付けるか、GitHubからダウンロードできます。
まず、GPIOピンと通信できるように必要なGPIOパッケージをインポートします。タイムパッケージもインポートするので、必要なときにスクリプトをスリープ状態にすることができます。
＃！/ usr / local / bin / pythonimport RPi.GPIO as GPIOimport time 次に、GPIOモードをGPIO.BOARDに設定します。これは、このスクリプトで使用するすべての番号付けが、ピンの物理的な番号付けを参照することを意味します。入力/出力ピンが1つしかないため、変数を1つ設定するだけで済みます。この変数を、入力/出力ピンとして機能しているピンの番号に設定します。
GPIO.setmode（GPIO.BOARD）＃circuitpin_to_circuit =7に行くピンを定義します 次に、 rc_time という関数があります。 これには、回路のピン番号である1つのパラメータが必要です。この関数では、countという変数を初期化し、ピンがHighになるとこの値を返します。
次に、ピンを出力として機能するように設定し、それをLowに設定すると、スクリプトが10ミリ秒間スリープします。
この後、ピンを入力に設定し、whileループに入ります。ピンがハイになるまでこのループに留まります。これは、コンデンサが約3/4に充電されるときです。高くなると、カウント値をメイン関数に戻します。この値を使用して、LEDのオンとオフを切り替えたり、他の何かをアクティブにしたり、データをログに記録したり、光の変化に関する統計を保持したりできます。
def rc_time（pin_to_circuit）：count =0＃GPIO.setup（pin_to_circuit、GPIO.OUT）のピンの出力GPIO.output（pin_to_circuit、GPIO.LOW）time.sleep（0.1）＃変更ピンを入力に戻すGPIO.setup（pin_to_circuit、GPIO.IN）＃ピンがハイになるまでカウント（GPIO.input（pin_to_circuit）==GPIO.LOW）：カウント+ =1リターンカウント＃スクリプトが中断されたときにキャッチ、クリーンアップ正しく試してください：＃Trueのメインループ：print rc_time（pin_to_circuit）except KeyboardInterrupt：passfinally：GPIO.cleanup（） RaspberryPiでのコードのデプロイと実行
この手順は非常に簡単ですが、Piで可能な限り迅速かつスムーズに実行できるように、手順をすばやく実行します。このWebサイトのすべてのチュートリアルと同様に、Raspbianのインストールについてサポートが必要な場合は、Raspbianを使用しています。その後、Raspbianのインストールに関するガイドを確認してください。
すべてのソフトウェアパッケージがすでにインストールされている場合もありますが、インストールされていない場合もあります。 GPIOピンと、ソフトウェアを更新およびインストールする方法について詳しく知りたい場合は、RaspberryPiでのGPIOピンのセットアップに関するチュートリアルを確認してください。
gitcloneを使用してコードをダウンロードできます。次のコマンドはまさにそれを実行します：
git clone https://github.com/pimylifeup/Light_Sensor/cd ./Light_Sensor または、ファイルがPythonスクリプトであることを確認するだけで、コードをコピーして貼り付けることもできます。
sudo nano light_sensor.py ファイルの作成が完了したら、 ctrl x を使用するだけです。 次に y 保存して終了します。
最後に、次のコマンドを使用してコードを実行します。
sudo python light_sensor.py スクリプトが機能し、センサーの光の変化を正しく反映するデータを受信していることを願っています。問題が発生した場合は、下にコメントを残してください。
回路内の光センサーには無数の用途があります。このチュートリアルを書いているときに思いついたものをいくつか挙げます。
- 光作動アラーム –これについては前に説明しましたが、LDRを使用して、点灯し始めたことを検出できるため、目覚ましを鳴らすことができます。プログラムとセンサーが正確であれば、アラームが軽くなるにつれてゆっくりと大きくなる可能性があります。
- ガーデンモニター –庭で光センサーを使用して、庭の特定の領域がどれだけの日光を浴びているかを確認できます。これは、たくさんの太陽を必要とするものを植える場合、またはその逆の場合に役立つ情報になる可能性があります。
- ルームモニター –特定の部屋で常にライトがオフになっていることを確認したいですか？これを使用して、本来あるべきではない場所で光が検出されたときにアラートを出すことができます。
このかっこいい小さなセンサーでできることはたくさんありますが、フォトセルよりも少し正確なものが必要な場合は、Adafruitの高ダイナミックレンジデジタル光センサーのようなものを見てください。
このRaspberryPi光センサーを問題なくセットアップできたと思います。問題が発生した場合、フィードバックがあります。何か言いたいことがありません。コメントを下にドロップしてください。
出典：Raspberry Pi光センサー：簡単なLDRチュートリアル
製造プロセス