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電子工程系車用電子與資訊組
教學(6)
光感測器與LED應用
吳錫修
February 13, 2018
光電二極體原理、LED原理、 mBot光感測指令、
光感測應用設計、 mBot全彩LED控制指令、 LED
應用設計
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 也稱光電二極體,photodiode無光照時,只有很小的逆向飽和漏電
流 (暗電流),此時光敏二極體截止。當受到光照時,逆向飽和電流
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 photodiode是透明封裝,建議加上黑色套管,降低側面受光而影響
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光敏二極體原理
2 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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 LED (Light Emitting Diode) 晶圓製造過程中添加不同的金屬元素
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 470nm發藍光、530nm發綠光、570nm發黃光、630nm發紅光
LED原理
3 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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 光控小夜燈
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4 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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5 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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1. 連接mBot與PC
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4. 測試
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6 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 控制指令
 讀取光線感應器偵測值,傳回值0~1023,受光愈強,數值愈大
 搭配運算指令及控制指令使用
mBot光感測器控制
7 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 功能要求
 光感測器讀值大於200時,mBot開始前進
 mBot受光愈強,mBot速度愈快
 需依環境光狀態調整cds臨界值
Lab 光驅動自走車 1/3
8 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 程式流程
Lab 光驅動自走車 2/3
9 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 參考程式
 建立cds變數
Lab 光驅動自走車 3/3
10 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
mBot全彩LED 1/2
11 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
RGB
LED2
RGB
LED1
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 RGB LED
 可分別控制紅、綠、藍LED發光強度,混合出全彩效果 (16,777, 216種
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12 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 控制指令
mBot RGB LED控制
13 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
0不亮,255最亮
RGB LED2
RGB LED1
shapethefuture
 功能要求
 使左右LED隨機顯示不同顏色
 每0.2秒變換顏色
Lab 全彩霓虹燈 1/3
14 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
Lab 全彩霓虹燈 2/3
15 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
開始
隨機產⽣3個
0~255數值
重覆執行
持續0.2秒
隨機產⽣3個
0~255數值
以隨機數值點亮左
側LED
以隨機數值點亮右
側LED
shapethefuture
 參考程式
 建立R、G、B變數
Lab 全彩霓虹燈 3/3
16 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 功能要求
 依超音波距離傳回值,並參考光譜值讓RGB LED閃光
 可見光光譜
 470nm發藍光、530nm發綠光、570nm發黃光、630nm發紅光
 將光譜單位nm改為cm模擬
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17 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
可見光光譜
shapethefuture
 程式流程
Lab 模擬可見光發光 2/3
18 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
開始
讀取超音波距離
發黃光
距離=47
距離=53
距離=57
距離=63
發藍光
發綠光
發紅光
Y
Y
Y
Y
N
N
N
N
shapethefuture
 參考程式
 mBlock選單命令連接>更新韌體
 建立distance變數
Lab 模擬可見光發光 3/3
19 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 功能要求
 按下按鈕後,mBot前進
 當mBot進入隧道時放慢速度,點亮RGB LED
 當mBot離開隧道時回復速度,關閉LED
 設計注意事項:
1. 要依據環境光線強度調整光感測器臨界值
2. 光感測器最好加上黑色套管,以免RGB LED點亮時,光感測器側面接收到
RGB LED光源,造成誤動作
Lab 隧道自動照明自走車 1/3
20 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 程式流程
Lab 隧道自動照明自走車 2/3
21 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 參考程式
 建立cds變數
Lab 隧道自動照明自走車 3/3
22 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 功能要求
 按下按鈕後,mBot前進
 每3秒讓mBot隨機左轉或右轉
 轉彎前閃爍LED方向燈,每0.2秒紅色亮、滅閃爍2次
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23 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 程式流程
Lab mBot轉彎方向燈 2/3
24 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
開始
左側LED以紅光閃
爍2次
按下按鈕
是
否
重覆執行
隨機轉彎
左轉
右轉
右側LED以紅光閃
爍2次
左轉 右轉
前進2.5秒
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 參考程式
Lab mBot轉彎方向燈 3/3
25 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 光電二極體原理
 mBot光感測指令
 LED原理
 mBot全彩LED控制指令
 mBot光感測與LED控制應用設計
復習
26 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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