Photo-résistance, CdS, PhotoCells en pratique

Note: La photo-résistance + Extra est un article proposé ici sur le WebShop de MCHobby.

Description
Les photorésistances (PhotoCells ou CdS en anglais) sont des senseurs qui permettent de détecter la lumière. elles sont petites, bon marchés, économiques en énergies, faciles à utiliser et ne s'usent pas.

C'est pour ces raisons qu'elles apparaissent souvent dans les jouets, gadgets et appareils. Elles sont souvent identifiés sous la dénomination CdS (parce qu'elles sont faites de Cadmium-Sulfite), LDR (pour Light Dependant Resistor ce qui signifie Résistance dépendant de la lumière et Photo-résistance/photorésistance.
Fondamentalement, les photorésistances sont des résistance dont la valeur résistive (en ohms Ω) change en fonction de la quantité de lumière qui atteind le capteur (la partie en serpentin sur le dessus). Elles sont abordables (bon marchés), existent sous de nombreux formats/tailles, disponibles sous de nombreuses spécifications (caractéristiques) mais sont très imprécises.

Chaque photo-résistance agit un peu différemment d'une autre, même lorsqu'elles proviennent du même processus de fabrication. La variation peut-être vraiment grande, 50% voire plus!
C'est pour cette raison qu'elle ne doivent pas être utilisées pour déterminer précisément le niveau lumineux en lux ou milli-candela. A la place, vous pourrez être capable de détecter des variations de lumières élémentaires.
La plupart des applications sensible à la lumière tel que "il fait noir", "il fait clair", "y a t'il quelque-chose en face du senseur (qui bloque la lumière)", "y a t'il quelque-chose qui interrompt le faisceau laser" (senseur d'interruption du faisceau) ou "senseur multiple pour détecter la direction/source de la lumière" sont des cas ou l'utilisation d'une photo-résistance est approprié.

Comment mesurer la lumière
Comme précisé, la résistance d'une cellule photo-résistive change lorsque sa surface est exposée à plus de lumière.
  • Lorsqu'il fait SOMBRE, le senseur se "ressemble" à une grande résistance (jusqu'à 10MΩ)
  • Lorsque le niveau lumineux augmente, la résistance diminue.
Lecture Analogique - avec un Arduino
La façon la plus facile de mesurer un senseur résistif est de connecter une borne sur l'alimentation et l'autre sur une résistance Pull-Down (elle même raccordée à la masse).
On raccorde ensuite le point de connexion entre "la résistance et la photo-résistance" sur une entrée analogique d'un micro-controlleur comme Arduino (voir ci-dessous).

Dans cet exemple, nous utilisons une tension d'alimentation de 5V mais vous pouvez aussi utiliser une tension de 3.3v tout aussi facilement.
Dans cette configuration, la tension lue varie de 0V (la masse/GND) à +/- 5V (approximativement la tension d'alimentation).

Notes sur le fonctionnement

  1. Lorsque la résistance de la photo-résistance diminue (donc quand la luminosité augmente), la résistance totale "Photo-résistance + Résistance Pull-Down" diminue de ~ 600 KΩ à 10 KΩ.
  2. Cela signifie que le courant traversant le circuit "Photo-résistance + Résistance Pull-Down" augmente.
  3. SI le courant augmente dans la résistance pull-down ALORS la chute de tension augmente au borne de cette résistance.
  4. Par conséquent, la tension mesurée sur l'entrée analogique du micro-controleur augmente aussi.
Pour résumé, la tension lue sur l'entrée analogique augmente avec la luminosité.

/* Test élémentaire de photo-résistance. 
 
Connecter l'une des broches des photo-résistances à +5V et l'autre bout sur la pin/broche analogique 0.
Connectez ensuite une résistance de 10K entre la broche analogique 0 et la masse
 
Pour plus d'information:
 * Voir http://mchobby.be/wiki/index.php?title=Photo-résistance (en FRANCAIS) 
 * Voir htt://www.ladyada.net/learn/sensors/cds.html            (en anglais) 

*/
 
int photocellPin = 0;     // La photo-résistance et la résistance 10K connectées sur la pin/broche analogique A0
int photocellReading;     // Contient la lecture analogique sur le pont diviseur Photo-résistance + R 10 KOhms
 
void setup(void) {
  // Démarrons la connexion série pour envoyer des message de debugging.
  Serial.begin(9600);   
}
 
void loop(void) {
  photocellReading = analogRead(photocellPin);  
 
  Serial.print("Lecture Analogique = ");
  Serial.print(photocellReading);     // La valeur analogique brute
 
  // Utilisons quelques seuils, détermination qualitative
  if (photocellReading < 10) {
    Serial.println(" - Noir");   // Dark en anglais
  } else if (photocellReading < 200) {
    Serial.println(" - Sombre"); // Dim en anglais (aussi traduit par Obscur)
  } else if (photocellReading < 500) {
    Serial.println(" - Léger");  // Light en anglais
  } else if (photocellReading < 800) {
    Serial.println(" - Lumineux"); // Bright en anglais
  } else {
    Serial.println(" - Très lumineux");  // Very bright en anglais
  }
  delay(1000);
}

Reste plus qu'a le tester.
J'ai commencé dans une pièce illuminée (mais à l'ombre) et j'ai progressivement couvert le senseur avec la main. Par la suite, je l'ai recouvert avec un morceau de tissu épais et noir.

Résultat
Ce qui produit le résultat suivant sur le moniteur série d'Arduino IDE

Encore Plus
Cet article ne contient qu'une partie des nombreuses informations disponible sur l'article de notre Wiki consacré aux photo-résistances.
Nous vous invitons à le consulter, vous pourrez y trouver:
  • Des informations complémentaires (Lux, tableaux de mesures).
  • Note de calcul
  • Un projet d'exemple
  • Méthode de mesure SANS UTILISER D'ENTREE ANALOGIQUE.
Où Acheter
La photo-résistance + Extra est un article proposé ici sur le WebShop de MCHobby.

Licence
Cet article reprend une partie du travail de Traduction réalisé par MC Hobby.Merci de vous référer à l'article de notre Wiki pour plus d'informations sur ce point. 

Traduit avec l'autorisation d'AdaFruit Industries - Translated with the permission from Adafruit Industries - www.adafruit.com
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