第04章 Arduino常用器件原理综述

2. 光敏电阻工作原理
光敏电阻的工作原理基于内光电效应。在半导 体光敏材料的两端装上电极引线，将其封装在带有 透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
，两电极常做成梳状。在有光照射时，射入的光强 ，电阻减小，射入的光弱，电阻增大。光敏电阻实 物图如图3所示。
4.1 色环电阻阻值的识别
1. 电阻
电阻的种类按材料分，有碳膜电阻、水泥电
阻、金属膜电阻和线绕电阻等不同类型；按功率 分有1/16W、 1/8W、 1/4W、 1/2W、 1W、 2W 电阻……最常见的就是色环碳膜电阻如图1所示
(a) 四环电阻 图1 色环电阻图
(b) 五环电阻
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
2. 有源无源蜂鸣器
蜂鸣器一般分为有源和无源两种，如图5所示。
(a) 有源蜂鸣器
(b) 无源蜂鸣器
图5 有源/无源蜂鸣器
从外观上看，两种蜂鸣器好像一样，如果将蜂 鸣器引脚朝上时，可以看到，有绿色电路板的是一 种无源蜂鸣器，没有电路板而使用黑胶密封的是一 种有源蜂鸣器。
2. 色环电阻阻值的识别
色环电阻的基本单位有：欧姆(Ω)、千欧(KΩ)、 兆欧(MΩ)。 其中四环电阻前二环为数字，第三环表示阻值 倍乘的数，最后一环为误差；五环电阻前三环为数 字，第四环表示阻值倍乘的数，最后一环为误差。 误差通常也是金、银和棕三种颜色，金的误差 为5%，银的误差为10%，棕色的误差为1%，无色 的误差为20%，另外偶尔还有以绿色代表误差的， 绿色的误差为0.5%。
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
4.4
1. 二极管
晶体管的工作原理
二极管(diode)是一种半导体电子元件，由一种叫 PN结的半导体制成，从P型半导体中引出导线叫正极 ，从N型半导体中引出导线叫负极。二极管的一个实 物图如图7所示，二极管的电路符号如图8所示。
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
void buzzer(int n) { for(i=0;i<n;i++) //输出一个频率的声音 { digitalWrite(buzzer,HIGH); //发声音 delay(1); //延时1ms digitalWrite(buzzer,LOW); //不发声音 delay(1); //延时ms } }
图7 二极管实物图
图8 二极管电路符号
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
Leabharlann Baidu
二极管具有正向导通，反向截止的特点。二极 管的正向电阻很小，一般在几欧姆至几百欧姆，甚 至更小，反向电阻很大，一般在几十千欧姆至几十 兆欧姆。
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
实践操作1：
参考图 6 所示电路原理图，当正常环境光线时，蜂鸣 器不发声，当用手遮住光敏电阻时，蜂鸣器鸣叫。
图6 光敏电阻/蜂鸣器实验连接图
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
参考代码：
int photocellPin = 2; //定义变量photocellsh=2，为电压读取端口。 int buzzer = 12; //定义变量ledPin=12，为led 电平输出端口 int val = 0; //定义val变量的起始值 void setup()
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
从外观上并不能绝对的区分出有源与无源，最可靠 的做法除了查看产品的参数手册以外，还有就是使 用万用表测试蜂鸣器电阻，只有 8Ω 或者 16Ω 的是 无源蜂鸣器，电阻在几百欧以上的是有源蜂鸣器。 有源蜂鸣器直接接上额定电源（新的蜂鸣器在 标签上都有注明）就可以连续发声，而无源蜂鸣器 则和电磁扬声器一样，需要接在音频输出电路中才 能发声。
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
第4章
Arduino常用器件原理
本章内容： • 色环电阻阻值的识别
• 光敏电阻的工作原理
• 蜂鸣器的基本原理及使用
• 二极管、三极管的基本原理及作用 • 数码管的工作原理 • LCD1602y液晶显示器的工作原理
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
{ pinMode(buzzer, OUTPUT);
//使ledPin为输出模式
}
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
void loop() { val = analogRead(photocellPin); //从传感器读取值 if(val<=512) //512=2.5V { //想让传感器敏感一些的时候，把数值调高 //想让传感器迟钝的时候把数值调低。 buzzer(100); // digitalWrite(buzzer, HIGH); //当val小于512(2.5V)的时候，led亮。 } else{ digitalWrite(buzzer, LOW); } }
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
1 MΩ 2.74 KΩ
图2 色环电阻识别原理图
阻值1 KΩ 误差10% 1 KΩ 560 KΩ
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
4.2 光敏电阻的工作原理
1. 光敏电阻
光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化 镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料 。这些制作材料具有在特定波长的光照下，其阻值 迅速减小的特性。
图3 光敏电阻实物图
Ａ ｄ ｕ ｉ ｎ ｏ 第 ４ 章 阿 帝 诺 常 用 器 件 原 理
4.3
1. 蜂鸣器
蜂鸣器的工作原理
图4所示，为蜂鸣器的实物图。小型蜂鸣器因其 体积小(直径只有 6mm)、重量轻、价格低、结构牢 靠，而广泛地应用在各种需要发声的电器设备、电 子 制作和单片机等电路中。
图4 蜂鸣器实物图