第四章：ESP32零基础教学 - 4.1.2光敏传感器

ESP32是一款功能强大的微控制器，广泛应用于物联网和嵌入式系统中。本教程将详细介绍如何使用ESP32与光敏传感器（光强检测）进行光强检测，并控制执行器（如LED灯）进行响应。我们将一步步地编写代码，并对每一行代码进行详细解释。

所需硬件

• ESP32开发板
• 光敏传感器（LDR，光敏电阻）
• 10kΩ电阻
• LED灯
• 220Ω电阻
• 跳线
• 面包板

电路连接

光敏传感器连接

1. 将光敏传感器的一个引脚连接到ESP32的3.3V引脚。
2. 将光敏传感器的另一个引脚连接到ESP32的模拟输入引脚（例如GPIO34）。
3. 在光敏传感器与地之间连接一个10kΩ电阻。

LED连接

1. 将LED的正极（长脚）通过220Ω电阻连接到ESP32的GPIO引脚（例如GPIO23）。
2. 将LED的负极（短脚）连接到地。

软件环境

• Arduino IDE
• ESP32开发板支持包

安装ESP32开发板支持包

1. 打开Arduino IDE。
2. 导航到 文件 -> 首选项。
3. 在“附加开发板管理器网址”中添加以下URL：

   https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
   

4. 导航到 工具 -> 开发板 -> 开发板管理器，搜索并安装 esp32。

代码编写与解释

// 定义光敏传感器的输入引脚
#define LDR_PIN 34
// 定义LED的输出引脚
#define LED_PIN 23

void setup() {
  // 初始化串口通信，设置波特率为9600
  Serial.begin(9600);
  
  // 设置LED引脚为输出模式
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  // 读取光敏传感器的模拟值（0-4095，12位ADC）
  int ldrValue = analogRead(LDR_PIN);
  
  // 将读取到的光敏传感器值打印到串口监视器
  Serial.print("LDR Value: ");
  Serial.println(ldrValue);
  
  // 根据光线强度控制LED
  if (ldrValue < 2000) { // 如果光线较暗
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // 打开LED灯
  } else {
    digitalWrite(LED_PIN, LOW); // 关闭LED灯
  }
  
  // 延迟100毫秒，避免频繁读取
  delay(100);
}

代码解释

1. #define LDR_PIN 34:

   • 定义一个宏，将光敏传感器的输入引脚设置为GPIO34。

2. #define LED_PIN 23:

   • 定义一个宏，将LED的输出引脚设置为GPIO23。

3. Serial.begin(9600):

   • 初始化串口通信，设置波特率为9600。这允许我们通过串口监视器查看传感器数据。

4. pinMode(LED_PIN, OUTPUT):

   • 设置LED引脚为输出模式，这样我们可以控制该引脚的电平高低。

5. int ldrValue = analogRead(LDR_PIN):

   • 读取光敏传感器的模拟值。ESP32的ADC（模数转换器）是12位的，因此读取的值范围是0-4095。

6. Serial.print("LDR Value: ") 和 Serial.println(ldrValue):

   • 将读取到的光敏传感器值打印到串口监视器，方便调试和观察。

7. if (ldrValue < 2000):

   • 判断光线强度。如果光敏传感器的值小于2000，则认为光线较暗。

8. digitalWrite(LED_PIN, HIGH) 和 digitalWrite(LED_PIN, LOW):

   • 根据光线强度控制LED灯的开关。如果光线较暗，则打开LED；否则关闭LED。

9. delay(100):

   • 延迟100毫秒，避免程序过于频繁地读取传感器数据，导致资源浪费。

总结

通过本教程，你已经学会了如何使用ESP32与光敏传感器进行光强检测，并控制LED灯根据光线强度进行响应。我们详细解释了每一步的代码，并附上了电路连接图和实物图，希望能帮助你更好地理解和掌握这一技术。