[问答]

如何计算光敏电阻的阻值？

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 如何计算光敏电阻的阻值？ 1
2021-11-19 06:04:13　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 h1654155275.6678 该类别下有 32 个回答。邀请回答河南顺之航该类别下有 32 个回答。邀请回答举报杨万富相关推荐 • 请问根据光敏电阻怎么阻值计算照度？ 6262 • 光敏电阻的阻值转换为ADC 6345 • 如何根据不同的光照引起光敏电阻阻值的变化？ 985 • 光敏电阻的光控报警 4650 • 光敏电阻的工作原理是什么？ 2978 • 请问光敏电阻的亮阻和暗阻是什么意思？光敏电阻怎么测试？ 4657 • 指针万用表如何测量光敏电阻好坏？ 1414 • 请问51单片机怎么接入光敏电阻? 326 • 光敏电阻 3876 • 光敏电阻 2851 1个回答

最近项目中用到了光敏电阻。搜索资料，发现很多人都使用光敏电阻，只是用了AD读取了电压值，或者算出了电阻值，就发送给上位机或者服务器，美其名曰获取了光照度。

  搜索一番，也没找到用光敏电阻计算Lux的方法，于是自己做了一些研究，分享一下。

  计算光敏电阻值

  相信STM32的ADC读者应该会用，教程也一抓一大把，在此不表。接下来先计算电阻值。我的光敏电阻电路图如下：


  其中PA6接单片机AD采集引脚，它最大只能输入3.6V电压，而光敏电阻的供电为5V，所以设计了R1与R2两个分压电阻，确保PA6的电压不超过3.6V。
  设光敏电阻的阻值为xΩ，PA6的电压为y，可得以下公式：
  y/1500=5/(x+2500)
  STM32的ADC精度为12位，则最大值为4096。采集到的AD值与电压成线性对应关系，系统中最高的电压值为3.3V的电源电压，它与4096对应。假设PA6感受到的电压y对应的AD值为z，则：
  y/z=3.3/4096
  联立两式，消去y，得到关于x的表达式：
  x=10240000/(1.1×z)-2500
  使用ADC得到z以后，就可以根据上式算出光敏电阻的值了。
  我的代码使用了DMA获取多通道AD值，并且取100个数据求算数平均值滤波，然后打印电阻值的代码如下：

//main.c  main()
  while (1)
  {
if(DMA_Flag)
{
   for(int i=0;i       printf("CH%d value = %d n",i+2,ADC1_AVG_Buf );
   uint32_t PhotoResistor = (uint32_t)(10240000/(1.1*ADC1_AVG_Buf[4]) - 2500);
   //串口打印采样结果
   printf("The AD value is %d，the PhotoResistor is %d .rn",ADC1_AVG_Buf[4],PhotoResistor);
   printf("The DMA count is %d .rn",DMA_CNT);
   DMA_Flag = 0;
}
  }
现象是能够打印出光敏电阻值。


  从电阻值到光照度

  之前已经算出来了光敏电阻的电阻值，并且能够分出光照强度的等级，但是仍然无法计算出光照强度。光照强度是指单位面积上所接受可见光的能量，简称照度，单位勒克斯（Lux或lx）。常见环境的光照强度值如表

场所/环境
光照强度（lux）
场所/环境
光照强度（lux）

晴天室内
100～1000
办公室/教室
300～500

阴天室内
5～50
餐厅
10～30

月圆夜室外
0.2
距60W台灯60cm
300

精确测量光照强度是比较困难的一件事情，使用简陋的光敏电阻测量光照强度则精度更难以保障。本节的重点是解决问题的思路，如何用较简单的方法获取相对准确的光照度。配套电路板中使用的光敏电阻型号为GL5528，它的主要参数如表

项目
最大电压
最大功耗
环境温度
光谱峰值
10Lux时亮电阻
暗电阻

γ值
上升时间
下降时间

单位
V
mW
℃
nm
KΩ
MΩ
0.6
ms
ms

GL5528
500
500
-30～+70
560
10～20
2
0.6
20
30

其中的γ值表示10Lux电阻值与100Lux电阻值的比值的对数。
  γ=lg⁡(R10/R100)
  将γ=0.6带入，可得R10/R100≈4。即R10=4×R100，对于R10与R1关系仍然成立：R1=4×R10。手册中给出了一个对数坐标系的图，光照强度与Lux的对应关系并非一条直线，而是一个范围。为了简便计算，取范围中稍微靠下的一条直线，直线中包含（1，40），（10，10），（100，2.5）这三个点。



手册中给出的1到100范围太小了，常用光照度可到达1000Lux，因此要通过现有的关系推算出光照度与电阻值的关系式。虽然看上去光照度与电阻值的对应关系是一条直线，但是要注意坐标系是对数坐标系，不能套用一元一次方程。在MATLAB中拟合，拟合过程如图7-19所示。可得关系式为：
  f(x)=(4e+0.4)×x^(-0.6021)
  拟合过程如图。


  编写代码算出光照度

  在单片机内，用带指数的关系式计算，计算速度会很慢。可以使用查表法，无需计算，只遍历数组得到结果。根据拟合得到的函数，可以推导出Lux从1到1000，各自对应的电阻值，共1000对。观察数据，可以发现在Lux比较大的时候，对应的电阻值过于接近。此处仅要求粗略计算，无需这么多数据。将电阻值的个位数舍去，并删除重复电阻值，可得到281对数据。



定义新的结构体数据如下。

  //ADC.h
typedef struct
{
  unsigned short ohm; //光敏电阻值
  unsigned short lux; //流明
}PhotoRes_TypeDef;
//ADC.c
//GL5528光敏电阻的阻值与流明对应的关系
const  PhotoRes_TypeDef GL5528[281]=
{
{40000, 1},{26350, 2},{20640, 3},{17360, 4},{15170, 5},
{13590, 6},{12390, 7},{11430, 8},{10650, 9},{9990, 10},
{9440, 11},{8950, 12},{8530, 13},{8160, 14},{7830, 15},
......
{720, 773},{710, 791},{700, 809},{690, 829},{680, 849},
{670, 869},{660, 891},{650, 914},{640, 937},{630, 961},
{620, 987},
};

当得到电阻值以后，遍历数据，算出光照度，代码如下。

//ADC.c
/**
  * @brief 通过电阻值算出光照度
  * @param 光敏电阻值
  * @retval None
  */
unsigned short GetLux(uint32_t PhotoResistor)
{
  unsigned short lux = 0;
  //查表法，根据电阻值得出光照度
  for(int i = 0 ; i < 281 ; i++)
  {
if (PhotoResistor > GL5528.ohm)
{
   lux = GL5528.lux;
   break;
}
  }
  return lux;
}
主函数中，打印光照度：

//main.c main() while(1)
if(DMA_Flag)
{
   unsigned short lux = 0;
   for(int i=0;i       printf("CH%d value = %d n",i+2,ADC1_AVG_Buf );
   uint32_t PhotoResistor = (uint32_t)(10240000/(1.1*ADC1_AVG_Buf[4]) - 2500);
   //从电阻值计算光照度
   lux = GetLux(PhotoResistor);
   //串口打印采样结果
   printf("The AD value is %d，the PhotoResistor is %d .rn",ADC1_AVG_Buf[4],PhotoResistor);
   printf("The Lux is %d .rn",lux);
   printf("The DMA count is %d .rn",DMA_CNT);
   DMA_Flag = 0;
}

下载程序，观察现象，应该看到如图7-19所示的现象，说明算出了Lux的值。


  当然，这个计算结果也不会很精确，毕竟光照度与电阻的关系也不是一一对应的。聊胜于无吧。