МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики» (МТУСИ)

Кафедра «Интеллектуальные системы в управлении и автоматизации» (ИСУиА)

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

По дисциплине

Технологии промышленного интернета вещей

Выполнили: Студенты 4-го курса Группы БАП2201 Ли Самен Мягков А.К.

Проверил: к.т.н., доцент Воронов В.И.

Москва 2026

2

ВЫПОЛНЕНИЕ

Датчик освещённости

Датчик освещенности (как на рисунке 1) позволяет оценивать уровень света вокруг. Для чего нужен такой датчик? Например, для системы уличного освещения, чтобы включать лампы только тогда, когда становится темно.

Еще одно применение этих датчиков – это детектирование препятствия роботом, путешествующем по лабиринту. В таком случае, в паре с датчиком используют специальный источник света.

Основа этих датчиков – фоторезистор. Это резистор, который меняет свое сопротивление в зависимости от падающего на него света.

На модуле датчика освещенности уже есть все необходимые элементы для простого подключения фоторезистора к плате Arduino. В некоторых модулях реализована схема с компаратором и доступен цифровой выход и подстроечный резистор для управления.

У данного модуля есть выводы:

–VCC – питание;

–GND – земля;

–DOUT – получение логического значения;

–АOUT – сигнал (подключается к аналоговому выводу). Использоваться будут только три из них: VCC, GND, АOUT.

Рисунок 1 – Датчик освёщенности

В листинге 1 представлен код для измерения освещённости с помощью

3

датчика, представленного на рисунке 2. Результат работы код представлен на рисунке 3.

Листинг 1 – Код для съёма данных об освещённости ESP32

// Пин 14 на ESP32 (соответствует ADC2_CH6) const int lightSensorPin = 14;

void setup() {

//Скорость 115200, Serial.begin(115200);

//Настраиваем пин на вход pinMode(lightSensorPin, INPUT);

Serial.println("Датчик освещенности запущен...");

}

void loop() {

//У ESP32 АЦП 12-битный, значения будут от 0 до 4095

//Чем больше света, тем МЕНЬШЕ будет число

int sensorValue = analogRead(lightSensorPin);

//Пересчитываем в проценты для наглядности

//0 - полная темнота, 100 - очень ярко

int lightPercent = map(sensorValue, 4095, 0, 0, 100);

Serial.print("Raw Value: ");

Serial.print(sensorValue);

Serial.print(" | Light Level: ");

Serial.print(lightPercent);

Serial.println("%");

delay(500); // Обновляем раз в полсекунды

}

Рисунок 2 – Изменение видимости для датчика освещенности на основе платы ESP32

4

Рисунок 3 – Постепенное изменение показателя освещённости датчика при его закрытии руками

Датчик влажности почвы и сыпучих веществ

Сенсор влажности почвы (рисунок 4) – это простой в устройстве датчик для определения влажности земли, в которую он погружен. Он позволит уз-

5

нать о недостаточном или избыточном поливе ваших домашних или садовых растений.

Рисунок 4 – Датчик влажности почвы

Между двумя электродами создаётся небольшое напряжение. Если почва сухая, то сопротивление велико и ток будет меньше. Если земля влажная, то сопротивление будет меньше, а ток – больше. По итоговому аналоговому сигналу можно судить о степени влажности.

Контактные поверхности датчика покрыты золотом, чтобы предотвратить пассивную коррозию, когда датчик выключен. Избавиться от электролитической коррозии, вызванной протекающим током, невозможно.

Сенсор при работе потребляет ток около 35 мА. Напряжение питания 3,3-5 В. Возвращаемый сигнал при питании от 5 В: 0-4,2 В. Отобразив эти значения на 10 битный диапазон, можно воспользоваться следующими приближениями:

–0-300: сухая почва;

–300-700: влажная почва;

–700-950: датчик в воде. У датчика есть выводы:

–OUT – сигнал (подключается к аналоговому выводу);

–VCC – питание;

–GND – земля.

В листинге 2 представлен код для измерения влажности почвы с помощью датчика, представленного на рисунке 5. Результат работы кода пред-

6

ставлен на рисунке 6.

Листинг 2 – Код для съёма данных влажности почвы ESP32

// Определяем пин (GPIO 14) const int moisturePin = 14;

void setup() {

// Установи скорость в Serial Monitor на 115200

Serial.begin(115200); pinMode(moisturePin, INPUT);

}

void loop() {

//Читаем аналоговое значение (0 - сухо, ~4095 - в воде) int rawValue = analogRead(moisturePin);

//Переводим в проценты для удобства (0% - сухо, 100% - очень

влажно)

//Примечание: 4095 - это теоретический максимум, на практике в

воде будет меньше

int percentValue = map(rawValue, 0, 4095, 0, 100);

Serial.print("Raw: ");

Serial.print(rawValue);

Serial.print(" | Humidity: ");

Serial.print(percentValue);

Serial.println("%");

delay(1000); // Читаем раз в секунду

}

Рисунок 5 – Закорачиваем дорожки для имитации уменьшения влажности почвы у датчика на основе платы ESP32

7