## 项目24 小夜灯

**1. 项目介绍：**

传感器或元件在我们的日常生活中是无处不在的。例如，一些公共路灯在晚上会自动亮起，而在白天会自动熄灭。为什么呢? 事实上，这些都是利用了一种光敏元件，可以感应外部环境光强度的元件。晚上，当室外亮度降低时，路灯会自动打开；到了白天，路灯会自动关闭。这其中的原理是很简单的，在本实验中我们使用ESP32控制LED就来实现这个路灯的效果。

**2. 项目元件：**

|![Img](./media/afc52f6616725ba37e3b12a2e01685ad.png)|![Img](./media/a2aa343488c11843f13ae0413547c673.png)|![Img](./media/72c1149c0cbd940aa8cf2356ba75ce6b.png)|![Img](./media/e8726e55ebfb8e7520e615575ce89204.png)|
| :--: | :--: | :--: | :--: |
|ESP32*1|面包板*1|光敏电阻*1|红色 LED*1|
|![Img](./media/11f324f82f890b0691f134e1ea7a3765.png)|![Img](./media/a225cd286d071225ea0261768ac3f418.png)|![Img](./media/4107849550a2c6d09592b2a28e291b54.png) |![Img](./media/2266d29566a875c35c2bd4be3e4a23f8.png)|
|220Ω电阻*1|10KΩ电阻*1|跳线若干 |USB 线*1|

**3. 元件知识：**

![Img](./media/72c1149c0cbd940aa8cf2356ba75ce6b.png)

光敏电阻：是一种感光电阻，其原理是光敏电阻表面上接收亮度(光)降低电阻，光敏电阻的电阻值会随着被探测到的环境光的强弱而变化。有了这个特性，我们可以使用光敏电阻来检测光强。光敏电阻及其电子符号如下：

![Img](./media/1905cf730948d3735f192c184361e2a2.png)

下面的电路是用来检测光敏电阻电阻值的变化：

![Img](./media/7ad49eab2d60085716bb365d33f055bd.png)

在上述电路中，当光敏电阻的电阻因光强的变化而改变时，光敏电阻与电阻R2之间的电压也会发生变化。因此，通过测量这个电压就可以得到光的强度。本项目是采用上图左边的电路来接线的。 

**4. 读取光敏电阻的ADC值，DAC值和电压值：**

我们首先用一个简单的代码来读取光敏电阻的ADC值，DAC值和电压值并打印出来。接线请参照以下接线图：

![Img](./media/c19e5b58e073c49a22dd0fdfdb38d7f7.png)

```C
//**********************************************************************************
/*  
 * 文件名  : 读取光敏传感器的模拟值
 * 描述 : ADC的基本用法
*/
#define PIN_ANALOG_IN  36  //光敏传感器的引脚

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

//在loop()中，使用analogRead()函数获取ADC值，
//然后使用map()函数将值转换为8位精度的DAC值。
//输入输出电压按下式计算，
//信息最终被打印出来.

void loop() {
  int adcVal = analogRead(PIN_ANALOG_IN);
  int dacVal = map(adcVal, 0, 4095, 0, 255);
  double voltage = adcVal / 4095.0 * 3.3;
  Serial.printf("ADC Val: %d, \t DAC Val: %d, \t Voltage: %.2fV\n", adcVal, dacVal, voltage);
  delay(200);
}
//**********************************************************************************
```
编译并上传代码到ESP32，代码上传成功后，利用USB线上电，打开串口监视器，设置波特率为<span style="color: rgb(255, 76, 65);">115200</span>。可以看到的现象是：串口监视器窗口将打印光敏电阻读取的ADC值，DAC值和电压值，当逐渐减弱光敏电阻所处环境中的光线强度时，ADC值，DAC值和电压值逐渐增大；反之，ADC值，DAC值和电压值逐渐减小。

![Img](./media/aad8411c35d568962735bf062ce54ee2.png)

**5. 光控灯的接线图：**

我们在前面做了一个小小的调光灯，现在我们来做一个光控灯。它们的原理是相同的，即通过ESP32获取传感器的模拟值，然后调节LED的亮度。

![Img](./media/eac0e08c0dde6b435907827d36eb1957.png)

**6. 项目代码：**

```C
//**********************************************************************************
/*  
 * 文件名  : 夜光灯
 * 描述 : 通过光敏传感器控制LED亮度.
*/
#define PIN_ANALOG_IN    36  // 光敏传感器的引脚
#define PIN_LED     15  // LED的引脚
#define CHAN            0
#define LIGHT_MIN       372
#define LIGHT_MAX       2048
void setup() {
  ledcSetup(CHAN, 1000, 12);
  ledcAttachPin(PIN_LED, CHAN);
}

void loop() {
  int adcVal = analogRead(PIN_ANALOG_IN); //读取 adc
  int pwmVal = map(constrain(adcVal, LIGHT_MIN, LIGHT_MAX), LIGHT_MIN, LIGHT_MAX, 0, 4095);  // adcVal重映射到pwmVal
  ledcWrite(CHAN, pwmVal);    // 设置脉冲宽度.
  delay(10);
}
//**********************************************************************************
```
**7. 项目现象：**

编译并上传代码到ESP32，代码上传成功后，利用USB线上电，你会看到的现象是：当减弱光敏电阻所处环境中的光线强度时，LED变亮，反之，LED变暗。

![Img](./media/b640e71ba0840d6f99fb089ab248ca4f.png)