用Arduino板和LDR單元制作自動(dòng)存在模擬器

描述

警告

該項(xiàng)目已連接到電源。項(xiàng)目通電時(shí)切勿觸摸繼電器。使電源線遠(yuǎn)離項(xiàng)目的其他部分。

介紹

當(dāng)我去度假時(shí)，我試圖通過在晚上和早上點(diǎn)亮的燈來模擬家里的存在來阻止強(qiáng)盜。使用簡單的時(shí)間開關(guān)很容易做到這一點(diǎn)，但燈總是在同一時(shí)間打開和關(guān)閉。此外，必須根據(jù)季節(jié)調(diào)整照明時(shí)間，以防止燈在夜間短的白天亮起。

所以我用 Arduino 板和 LDR（光敏電阻）單元制作了一個(gè)自動(dòng)存在模擬器。由于 LDR，程序知道是白天還是黑夜。它可以控制兩盞燈，但可以控制更多的燈……如果你住在一座大城堡里。

?

?

?

?

1 / 3 ?存在模擬器

?

硬件

電路非常簡單。

這些燈通過由 Arduino 板（2 和 3）的兩個(gè)數(shù)字輸出控制的繼電器連接到電源。

LDR 直接連接到 +5 V，并通過 10 kohms 電阻器接地。該分壓器的結(jié)果應(yīng)用于 Arduino 板 (A5) 的模擬輸入。該系統(tǒng)被封裝在一個(gè)透明盒子中，以便 LDR 可以看到環(huán)境光。但是如果一盞燈和透明盒在同一個(gè)房間里，當(dāng)燈點(diǎn)亮?xí)r，LDR可能會(huì)受到干擾。這就是為什么 3.5 毫米插孔固定在盒子的一側(cè)，以便能夠在斷開內(nèi)部連接的同時(shí)連接遠(yuǎn)程 LDR。

Arduino 板由連接到電源的 USB 充電器供電。

軟件

日/夜檢測(cè)

LDR 測(cè)量環(huán)境光的亮度，并將結(jié)果作為從 0（黑色）到 1024（非常亮）的數(shù)字提供給程序。白天和黑夜之間的差異由閾值定義。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn) 200 的值對(duì)我的情況很方便。但是白天和黑夜之間的過渡非常緩慢，在過渡過程中，一朵云可以改變亮度。因此，我們將使用滯后。當(dāng)一天出現(xiàn)時(shí)，我們認(rèn)為當(dāng)亮度值大于閾值時(shí)，一天就在那里。但是當(dāng)天快要落下時(shí)，我們等待亮度值低于閾值減去滯后值來確定夜晚的存在。我的滯后值為 150，但您必須進(jìn)行試驗(yàn)才能找到自己的閾值和滯后值。

作為一個(gè)簡單的解釋，我們可以說當(dāng)亮度大于閾值時(shí)，就是白天。當(dāng)亮度低于閾值減去滯后時(shí)，就是夜晚。而當(dāng)亮度在閾值減去滯后和閾值之間時(shí)，沒有變化，根據(jù)之前的情況可以是晚上或白天。

照明時(shí)間

我們希望在夜晚開始后的隨機(jī)時(shí)間和白天開始前的另一個(gè)隨機(jī)時(shí)間點(diǎn)亮一盞燈。此外，我們希望夜間照明在夜晚開始后的隨機(jī)時(shí)間開始，而早晨照明在夜晚結(jié)束前的隨機(jī)時(shí)間結(jié)束。這可以在下圖中顯示：

照明方案

?

該計(jì)劃有四個(gè)感興趣的區(qū)域：

1）延遲：從夜晚開始到晚上照明之間的隨機(jī)時(shí)間。我們將其限制在 0 到 30 分鐘之間。

2) 夜間照明：30 分鐘到 2 小時(shí)之間的隨機(jī)持續(xù)時(shí)間。

3) 晨光：30 分鐘到 2 小時(shí)之間的隨機(jī)持續(xù)時(shí)間。

4）預(yù)期：早晨照明結(jié)束和早晨開始之間的隨機(jī)時(shí)間。我們將其限制在 0 到 30 分鐘之間。

我們將限制 1 稱為晚上照明的開始，限制 2 稱為晚上照明的結(jié)束，限制 3 稱為早晨照明的開始，限制 4 稱為晚上照明的結(jié)束。在每晚開始時(shí)，程序會(huì)為四個(gè)限制和每個(gè)燈計(jì)算新的隨機(jī)值。自晚上開始以來，他們被視為延誤。

有一個(gè)問題：計(jì)算晚上照明的延遲很容易，但必須預(yù)見到早晨，因?yàn)楸仨氃谠缟祥_始之前打開然后關(guān)閉燈。我們?cè)趺粗涝缟鲜裁磿r(shí)候到來？解決方案是使用 LDR 測(cè)量一晚的長度，并假設(shè)下一晚的長度相同，除非您住在極圈之外，否則這幾乎是正確的。第一個(gè)晚上，我們沒有測(cè)量，所以我們假設(shè)它是 12 小時(shí)長度。

功能測(cè)試

為檢查系統(tǒng)是否正常工作，開機(jī)后啟動(dòng)測(cè)試 10 秒。在此測(cè)試期間，如果 LDR 點(diǎn)亮，則燈 0 亮，燈 1 熄滅。否則，情況相反。因此，我們可以通過交替點(diǎn)亮和變暗 LDR 來檢查一切是否正常。

可能的改進(jìn)

照原樣，該系統(tǒng)是可操作的。然而，這里有一些改進(jìn)它的想法。

例如，您可以在半夜點(diǎn)亮一盞燈幾分鐘以模擬緊急需求。

或者，您可以用由 Arduino 板控制的 Neo Pixel 燈條代替燈，以模擬電視機(jī)產(chǎn)生的光的變化。

最后，您可以連接系統(tǒng)，以便在假期期間與它保持聯(lián)系。

結(jié)論

現(xiàn)在，如果你被搶劫了，這不是我的錯(cuò)，但你會(huì)嘗試過的。