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项目10 定时浇花装置
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一、概述
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相信大家的家中应该都会养有一些植物吧，想要植物生长的旺盛我们就需要定期给他们浇水，但是我们可能常常会忘记给家中的植物浇水，可能就会导致植株枯萎，为了避免出现这类问题，我们可以自己设计一个定时浇花装置。

.. image::  images/10th.png

二、项目实施
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（1）驱动继电器
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**硬件准备：**

主控：Arduino UNO、IO 传感器扩展板 V7.1

模块：继电器模块

连接线：TypeAtoB方口USB连接线

.. image::  images/1011.png

- 将继电器接入13号数字接口

**程序编写：**

1. 继电器是通过高低电平来控制开关的，所以我们可以参考官方文档基础库示例中的“数字输出”。运行这段程序会出现的效果是继电器随着L灯的闪烁会有“啪嗒”声，这就是继电器内的电磁开关在切换时发出的声音。

.. image::  images/1012.png

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（2）用继电器控制水泵
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要实现浇花的功能那么就会需要使用到水泵来帮我们实现，但是水泵的工作电压大多是12V的，但是我们使用的arduino uno的输出电压是5v，无法直接驱动水泵，这时我们就需要借助继电器来驱动水泵了。

**硬件准备：**

主控：Arduino UNO、IO 传感器扩展板 V7.1

模块：继电器模块、水泵、12V电源

连接线：TypeAtoB方口USB连接线

.. image::  images/1021.png

- 将继电器接入13号数字接口

- 水泵与继电器连接

**程序编写**

1. 浇花需要每隔一定的时间再执行，那如何控制间隔时间呢？用之前项目中最常用的time.sleep（）行不行？用延时功能来控制是可以实现功能的，但是无法精确的定位在指定的时间，限制非常多，每次重启程序延时的时间就会重新计算，影响浇水的效率。

2. 这里我们将使用time函数的time.strftime()功能来定位时间，如示例中，在每天下午15点30分10秒的时候打印“浇花”。在实际使用中将继电器执行功能加进来就可以了。

.. code-block:: python

    import time
    while True:
    time_now = time.strftime("%H:%M:%S", time.localtime()) 
    if time_now == "15:30:10": 
    print("浇花")
    time.sleep(1)

3. 加入继电器实现每天定时浇水功能。

.. code-block:: python

    import time
    from pinpong.board import Board,Pin

    Board("uno").begin()
    led = Pin(Pin.D13, Pin.OUT)
    while True:
        time_set = time.strftime("%H:%M:%S",time.localtime())
        print(time_set)
        if time_set == "15:30:10":
            led.write_digital(1)
            print("浇花")
            time.sleep(5)
        else:
            led.write_digital(0)
            time.sleep(1)

三、代码分析
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.. code-block:: python

    import time
    from pinpong.board import Board,Pin

    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
    led = Pin(Pin.D13, Pin.OUT) #初始化继电器引脚在D13

    while True:
        time_set = time.strftime("%H:%M:%S",time.localtime())#刷新时间
        print(time_set)
        if time_set == "15:30:10": #设定每天15:30:10浇水
            led.write_digital(1)#输出高电平，继电器吸合
            print("浇花")#终端打印信息
            time.sleep(5)#等待5秒 保持状态
        else:
            led.write_digital(0)#输出低电平
            time.sleep(1)#等待1秒 保持状态

**time库函数**

time库在我们之前的案例中一直有使用到的一个库，但是我们大多数情况只用到了其中的延时的功能，其实还有很多功能，让我们来了解一下吧。

time库是python中处理时间的标准库

1. time库的使用

::

     时间获取-------time() ctime()  localtime()
     时间格式化-------strftime()  strptime()
     程序计时-------sleep()  perf_counter()

2. 时间获取函数

::

     time()-------获取当前时间戳，浮点数形式
     ctime()-------以可读的方式返回字符串时间
     localtime()-------计算机可以处理的时间格式

3. 时间格式化

::

     strftime()-------将时间进行合理输出
     strptime()-------自定义时间

4. 程序计时

::

     perf_counter()-------测量时间函数
     sleep()-------产生时间函数,模拟休眠的时间，单位是秒，可以是浮点数

四、硬件分析
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**继电器**

继电器（英文名称：relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

光看文字描述有点难以理解，下面看看图示帮助理解继电器的作用。继电器工作原理图：

.. image::  images/1030.png

这里有两个电源回路，一个是线圈部分的回路另一个是设备（灯珠）端的回路。我们把线圈铁芯这端理解成掌控板这端，设备（灯珠）端我们理解成水泵；线圈电源就是掌控板的输出电压5V，被控制端电源电压就是我们驱动水泵的12V电源。我们通过5V的电压控制线圈铁芯这个电磁铁，当继电器高电平时，线圈通电，将衔铁吸引，这样设备端的回路就接通了。

.. image::  images/1031.png

**继电器的作用**

继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。

继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。

作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：

1）扩大控制范围：例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。

2）放大：例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。

3）综合信号：例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。

4）自动、遥控、监测：例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。