项目4 智能节能灯¶

一、概述¶

在前面的章节我们学习了如何点亮小灯，如何调节亮度等等功能，那像楼道灯那样，只会在黑夜且发出声音时才会亮起的灯是如何实现的呢？我们将在本项目中学习。

二、项目实施¶

（1）通过光线亮度控制小灯¶

硬件准备：

主控：Arduino UNO、IO 传感器扩展板 V7.1

模块：LED发光模块、光线传感器

连接线：TypeAtoB方口USB连接线

将LED模块接入D13引脚,光线传感器接入A2引脚

程序编写：

打开pingpong库的官方文档，找到基础库示例中的“模拟输入”，并用IDLE打开。

修改代码，当亮度低于100的时候，点亮LED灯。

import time
from pinpong.board import Board,Pin
Board("uno").begin()
Light = Pin(Pin.A2,Pin.ANALOG)
LED = Pin(Pin.D13, Pin.OUT)
while True:
    vl=Light.read_analog()
    print("Light=",vl)
    if vl < 100:
        LED.write_digital(1)
    else:
        LED.write_digital(0)

摁下F5运行程序，查看效果。当亮度低于100（遮住光线传感器）的时候LED灯会亮起，恢复后LED灯会熄灭。

（2）加入声音传感器检测¶

硬件准备：

主控：Arduino UNO、IO 传感器扩展板 V7.1

模块：LED发光模块、光线传感器、声音传感器

连接线：TypeAtoB方口USB连接线

将LED模块接入D13引脚，光线传感器接到A2引脚，声音传感器接到A1引脚。

程序编写

import time
from pinpong.board import Board,Pin #导入必要的库函数

Board("uno").begin()#初始化，选择板型(uno、leonardo、xugu)和端口号，不输入端口号则进行自动识别

Sound = Pin(Pin.A1,Pin.ANALOG) #初始化声音传感器引脚为A1，检测声音大小
Light = Pin(Pin.A2,Pin.ANALOG)#初始化光线传感器引脚为A2，检测光线强度
LED = Pin(Pin.D13, Pin.OUT) #初始化LED引脚为D13
while True:
    vs=Sound.read_analog()#读取模拟声音信号数值
    vl=Light.read_analog()#读取模拟灯光信号数值
    print("Sound=",vs,"Light=",vl)#打印声音和光线数据
    if vs>200 and vl < 100:#判断光线和声音大小
        LED.write_digital(1)
        time.sleep(3)
    else:
        LED.write_digital(0)

运行代码，当亮度值低于100且声音值大于200时（遮住光线传感器且发出声音时），LED灯会点亮，当没有声音或光线传感器没有被遮住的状态维持3秒以上时，LED灯会熄灭。

三、代码分析¶

设计程序逻辑图

导入必要的包和初始化设置。

import time
from pinpong.board import Board,Pin #导入必要的库函数

Board("uno").begin()#初始化，选择板型(uno、leonardo、xugu)和端口号，不输入端口号则进行自动识别

Sound = Pin(Pin.A1,Pin.ANALOG) #初始化声音传感器引脚为A1，检测声音大小
Light = Pin(Pin.A2,Pin.ANALOG)#初始化光线传感器引脚为A2，检测光线强度
LED = Pin(Pin.D13, Pin.OUT) #初始化LED引脚为D13

加入判断

while True:
    vs=Sound.read_analog()#读取模拟声音信号数值
    vl=Light.read_analog()#读取模拟灯光信号数值
    print("Sound=",vs,"Light=",vl)#打印声音和光线数据
    if vs>200 and vl < 100:#判断光线和声音大小
        LED.write_digital(1)
        time.sleep(3)
    else:
        LED.write_digital(0)

如何进行多条件判断

在本项目中我们需要判断两个条件，在我们做逻辑判断的时候经常会需要进行多条件判断，有些时候是需要两个条件都要满足的，有些时候是两个条件满足任意一条就可以了。在这种情况下，我们应该如何编写程序呢？

两条条件都需要满足的情况下，我们可以这样写

if 条件A and 条件B

两条条件满足任一即可的情况下，我们可以这样写

if 条件A or 条件B

想要得到反向的结果，即当x为true，得到的结果为false，当x为false时，得到的结果为true，我们可以这样写 not 条件。

四、硬件分析¶

在项目中我们用到了两种传感器，光线传感器和声音传感器。

光线传感器是将光信号变成电信号的特殊电子元件，在光线传感器中起到主要作用的就是就是光敏二极管。光敏二极管是光敏电阻中的一种。光明电阻在黑暗环境中，具有非常高阻值的电阻。光线越强，电阻值反而越低。随着两端电阻值的减小，电压也就相应减小，所以从模拟口独到的值也就变小。我们读取的数据也是由此而来的。

声音传感器的作用相当于一个麦克风。它用来接收声波，反馈声音的振动图像。在声音传感器上起到主要作用的就是麦克风，声波使麦克风内的薄膜震动，导致内部电容的变化，而产生与之对应的电压变化，经过转换为可监测的电压值反馈而来。