O que é o sensor de luz LDR? Medindo luz com Arduino e uma luz noturna automática

Um LDR (Light Dependent Resistor, resistor dependente de luz) é, como o nome diz, um resistor cuja resistência muda com a luz; ele também é chamado de fotorresistor ou fotocélula. No escuro, a resistência dele é muito alta e, conforme a luz aumenta, a resistência cai. Postes que acendem ao anoitecer, luzes noturnas automáticas e brinquedos ativados por luz funcionam com essa peça simples. Ele é barato, não tem polaridade e é ligado no Arduino com um resistor, o que faz dele um começo ideal para o seu primeiro projeto com luz.

Como funciona um LDR?

O desenho em zigue-zague na superfície do LDR é um semicondutor sensível à luz, o sulfeto de cádmio (CdS). Quando a luz incide sobre ele, os fótons liberam elétrons no material, ele conduz melhor e a resistência cai. A mudança não é linear e é relativamente lenta (dezenas de milissegundos). Por isso o LDR é ideal para decisões como "está escuro ou claro?" e para níveis aproximados de luz, e não para medir a luz com precisão em lux.

Os valores variam conforme o modelo. O mais comum nos kits é o GL5528; irmãos como o GL5516, o GL5537 e o GL5539 têm resistências diferentes sob a mesma luz. Você descobre facilmente os valores do seu LDR medindo-o com um multímetro no escuro e no claro.

Ligação no Arduino: um divisor de tensão

O Arduino mede tensão, e não resistência. Por isso o LDR é ligado junto com um resistor fixo para formar um divisor de tensão: 5V → LDR → A0 → 10 kΩ → GND. Conforme a luz aumenta, a resistência do LDR cai e a tensão no A0 sobe. A tensão no A0 é dada por V = 5 × R_fixo / (R_LDR + R_fixo), e analogRead() a transforma em um número de 0 a 1023. Para testar valores diferentes de resistor, use a calculadora de divisor de tensão.

Lendo o nível de luz com o Arduino

1const int LDR_PIN = A0;
2
3void setup() {
4  Serial.begin(9600);
5}
6
7void loop() {
8  int raw = analogRead(LDR_PIN);            // 0 (karanlık) – 1023 (aydınlık) / dark – bright
9  int percent = map(raw, 0, 1023, 0, 100);  // yüzde / percent
10  Serial.print("Ham / raw: ");
11  Serial.print(raw);
12  Serial.print("  Işık / light: %");
13  Serial.println(percent);
14  delay(500);
15}

Com o Plotter Serial do Arduino IDE você acompanha o valor como um gráfico ao vivo. Quando você cobre o LDR com a mão, o gráfico cai, e quando aponta uma lanterna para ele, o gráfico sobe. Esse é o jeito mais fácil de achar o limite certo para o seu projeto, com o sensor no lugar onde ele vai ficar de verdade.

Luz noturna automática: limite e histerese

A luz noturna mais simples diz "se o valor estiver abaixo de 300, acenda o LED". Mas quando a luz fica oscilando bem perto do limite, a lâmpada fica acendendo e apagando sem parar, e é ainda pior se a própria luz da lâmpada atingir o LDR. A solução é a histerese: usar dois limites diferentes. O código abaixo acende a lâmpada quando a luz cai abaixo de 300, mas só apaga quando ela sobe acima de 400; a diferença entre os dois acaba totalmente com a piscada.

1const int LDR_PIN = A0;
2const int LED_PIN = 9;
3const int ON_LEVEL = 300;    // bunun altında yak / turn on below this
4const int OFF_LEVEL = 400;   // bunun üstünde söndür / turn off above this
5
6bool lampOn = false;
7
8void setup() {
9  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
10}
11
12void loop() {
13  int light = analogRead(LDR_PIN);
14  if (!lampOn && light < ON_LEVEL) lampOn = true;
15  if (lampOn && light > OFF_LEVEL) lampOn = false;
16  digitalWrite(LED_PIN, lampOn ? HIGH : LOW);
17  delay(200);
18}

Um LED que fica mais forte no escuro

Em vez de ligar e desligar, você pode fazer o LED ganhar brilho aos poucos conforme a luz diminui. A função map() transforma a luz medida em um valor de PWM inversamente proporcional: o LED brilha mais conforme o cômodo escurece e enfraquece conforme ele clareia. Lembre-se de ligar o LED em um pino PWM marcado com ~ (por exemplo, o 9).

1void loop() {
2  int light = analogRead(A0);
3  int brightness = map(light, 100, 900, 255, 0);  // karanlık → parlak / dark → bright
4  analogWrite(9, constrain(brightness, 0, 255));
5  delay(50);
6}

Módulos LDR: saídas digital e analógica

Os módulos LDR prontos trazem em uma só placa o LDR, o resistor do divisor, um trimpot azul para o limite e um comparador LM393. O pino AO dá a saída analógica do divisor, enquanto o pino DO dá só HIGH ou LOW, de acordo com o limite ajustado no trimpot. Na maioria dos módulos, o DO vai para LOW quando está mais claro que o limite e para HIGH quando está mais escuro; confirme o comportamento do seu módulo com um teste rápido.

LDRs com o ESP32 e o Raspberry Pi Pico

O ESP32 e o Pico funcionam com 3,3 V, então alimente o divisor de tensão pelo pino 3V3. O ADC do ESP32 é de 12 bits e devolve valores de 0 a 4095. Os pinos do ADC2 não funcionam enquanto o Wi-Fi está ligado, então ligue o LDR em um dos pinos do ADC1 (GPIO 32–39). No Pico, as entradas analógicas são GP26, GP27 e GP28; o read_u16() do MicroPython devolve valores de 0 a 65535:

1from machine import ADC, Pin
2import time
3
4ldr = ADC(26)                  # GP26 (ADC0); bölücü 3V3'ten / divider fed from 3V3
5led = Pin(15, Pin.OUT)
6
7while True:
8    light = ldr.read_u16()     # 0 (karanlık) – 65535 (aydınlık) / dark – bright
9    led.value(light < 20000)   # karanlıkta yak / on when dark
10    print(light)
11    time.sleep(0.5)

LDR ou sensor de luz digital?

Ideias de projetos com LDR

• Luz noturna automática: uma lâmpada que acende no escuro e não fica piscando, graças à histerese.
• Luz de corredor inteligente: combine o LDR com um Sensor de movimento PIR para que ela só acenda quando estiver escuro e alguém passar.
• Painel que segue o sol: gire um servo conforme a diferença entre dois LDRs para apontar um painel para a direção mais clara.
• Sistema de segurança a laser: aponte um feixe de laser para um LDR; quando o feixe for interrompido, dispare o alarme.
• Luz ambiente colorida: leve um LED RGB para cores quentes conforme escurece.
• Despertador do amanhecer: toque um buzzer com a primeira luz da manhã.

Erros comuns e como resolvê-los

• O valor é sempre 0 ou sempre 1023: falta o resistor fixo, ou o LDR está ligado direto entre o 5V e o A0; monte o divisor de tensão.
• Os valores funcionam ao contrário: o LDR e o resistor fixo trocaram de lugar; se o valor sobe no escuro, troque os dois de posição ou inverta a comparação no código.
• A lâmpada fica piscando: a luz da lâmpada está atingindo o LDR, ou está sendo usado um único limite; acrescente histerese.
• Atraso quando escurece: o LDR volta do claro para o escuro mais devagar do que do escuro para o claro; um atraso de alguns segundos é normal.
• Tentar medir lux: o LDR não é um sensor calibrado; use um BH1750 para ter valores reais em lux.
• As leituras falham quando o Wi-Fi liga no ESP32: o LDR está em um pino do ADC2; passe para um dos pinos do ADC1, entre o GPIO 32 e o 39.

O LDR é o jeito mais fácil de aprender leitura analógica e a ideia do divisor de tensão, e o que você aprende aqui ajuda com muitos sensores analógicos, como os de umidade, gás e temperatura. Se você tem curiosidade sobre como funcionam os resistores do divisor, veja O que é resistor?; no app BlueGrays você encontra projetos de luz noturna com LDR, nível de luz e segurança a laser passo a passo.