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Der Lichtsensor |
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Wenn es darum geht, verschiedene Gegenstände zu unterscheiden, dann kann man Lichtsensoren verwenden. Mit Hilfe einer Fotodiode wird dabei die Helligkeit oder Intensität des einfallenden Lichts gemessen: Je intensiver das einfallende Licht, desto größer ist die elektrische Spannung an der Fotodiode, die gemessen und angezeigt wird. Auch Solarzellen arbeiten nach dem selben physikalischen Prinzip. Häufig sind Lichtsensoren noch zusätzlich mit einer Lichtquelle ausgestattet, sodass auch beim schwachem Umgebungslicht ausreichend Licht auf die Fotodiode fällt.
Je nach Beschaffenheit (Farbe, Oberfläche) des reflektierenden Gegenstands können so unterschiedliche Helligkeitswerte gemessen werden, wodurch eine Unterscheidung der Gegenstände ermöglicht wird. Ein weißer Gegenstand reflektiert eben ungleich mehr Licht (100%), als ein schwarzer Gegenstand (0%). Durch das Setzen von Schwellenwerten können so auch verschiedene Graustufen definiert werden:
| Wertebereich für die Helligkeit H, festgelgt durch Schwellenwerte | 0 ≤ H < 25 | 25 ≤ H < 50 | 50 ≤ H < 75 | 75 ≤ H ≤ 100 |
| Graustufe | schwarz | dunkelgrau | hellgrau | weiß |
Kalibrierung:
Häufig müssen Lichtsensoren (genau wie Schallsensoren und andere) vor der Benutzung an die aktuellen Gegebenheiten wie etwa die Umgebungslautstärke und das Umgebungslicht angepasst werden. Diesen Vorgang nennt man Kalibrierung. In einem ersten Schritt hält man in einem fest definierten Abstand den Lichtsensor über einen dunklen, schwarzen Untergrund. Der gemessene Rohwert der Lichtintensität wird dann dem minimalen Helligkeitswert 0 % zugeordnet. Anschließend hält man den Lichtsensor über einen hellen Untergrund. Nun wird dem jetzt gemessenen Rohwert der maximale Helligkeitswert 100 % zugeordnet. Bei der Kalibrierung werden also sowohl der minimale und als auch der maximale Helligkeitswert (beim Schallsensor der Lautstärkewert) festgelegt, den der Lichtsensor (Schallsensor) erkennen kann. Anschließend unterteilt der Sensor den Bereich zwischen dem Minimal- und dem Maximalwert in 100 gleiche Teile.
Aufgaben mit dem Lichtsensor:
Aufgabe 1: Linien folgen 1
