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用Arduino板和LDR单元制作自动存在模拟器
吴湛
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描述
警告
该项目已连接到电源。项目通电时切勿触摸继电器。使电源线远离项目的其他部分。
介绍
当我去度假时，我试图通过在晚上和早上点亮的灯来模拟家里的存在来阻止强盗。使用简单的时间开关很容易做到这一点，但灯总是在同一时间打开和关闭。此外，必须根据季节调整照明时间，以防止灯在夜间短的白天亮起。
所以我用 Arduino 板和 LDR（光敏电阻）单元制作了一个自动存在模拟器。由于 LDR，程序知道是白天还是黑夜。它可以控制两盏灯，但可以控制更多的灯……如果你住在一座大城堡里。
硬件
电路非常简单。
这些灯通过由 Arduino 板（2 和 3）的两个数字输出控制的继电器连接到电源。
LDR 直接连接到 +5 V，并通过 10 kohms 电阻器接地。该分压器的结果应用于 Arduino 板 (A5) 的模拟输入。该系统被封装在一个透明盒子中，以便 LDR 可以看到环境光。但是如果一盏灯和透明盒在同一个房间里，当灯点亮时，LDR可能会受到干扰。这就是为什么 3.5 毫米插孔固定在盒子的一侧，以便能够在断开内部连接的同时连接远程 LDR。
Arduino 板由连接到电源的 USB 充电器供电。
软件
日/夜检测
LDR 测量环境光的亮度，并将结果作为从 0（黑色）到 1024（非常亮）的数字提供给程序。白天和黑夜之间的差异由阈值定义。根据经验，我发现 200 的值对我的情况很方便。但是白天和黑夜之间的过渡非常缓慢，在过渡过程中，一朵云可以改变亮度。因此，我们将使用滞后。当一天出现时，我们认为当亮度值大于阈值时，一天就在那里。但是当天快要落下时，我们等待亮度值低于阈值减去滞后值来确定夜晚的存在。我的滞后值为 150，但您必须进行试验才能找到自己的阈值和滞后值。
作为一个简单的解释，我们可以说当亮度大于阈值时，就是白天。当亮度低于阈值减去滞后时，就是夜晚。而当亮度在阈值减去滞后和阈值之间时，没有变化，根据之前的情况可以是晚上或白天。
照明时间
我们希望在夜晚开始后的随机时间和白天开始前的另一个随机时间点亮一盏灯。此外，我们希望夜间照明在夜晚开始后的随机时间开始，而早晨照明在夜晚结束前的随机时间结束。这可以在下图中显示：
该计划有四个感兴趣的区域：
1）延迟：从夜晚开始到晚上照明之间的随机时间。我们将其限制在 0 到 30 分钟之间。
2) 夜间照明：30 分钟到 2 小时之间的随机持续时间。
3) 晨光：30 分钟到 2 小时之间的随机持续时间。
4）预期：早晨照明结束和早晨开始之间的随机时间。我们将其限制在 0 到 30 分钟之间。
我们将限制 1 称为晚上照明的开始，限制 2 称为晚上照明的结束，限制 3 称为早晨照明的开始，限制 4 称为晚上照明的结束。在每晚开始时，程序会为四个限制和每个灯计算新的随机值。自晚上开始以来，他们被视为延误。
有一个问题：计算晚上照明的延迟很容易，但必须预见到早晨，因为必须在早上开始之前打开然后关闭灯。我们怎么知道早上什么时候到来？解决方案是使用 LDR 测量一晚的长度，并假设下一晚的长度相同，除非您住在极圈之外，否则这几乎是正确的。第一个晚上，我们没有测量，所以我们假设它是 12 小时长度。
功能测试
为检查系统是否正常工作，开机后启动测试 10 秒。在此测试期间，如果 LDR 点亮，则灯 0 亮，灯 1 熄灭。否则，情况相反。因此，我们可以通过交替点亮和变暗 LDR 来检查一切是否正常。
可能的改进
照原样，该系统是可操作的。然而，这里有一些改进它的想法。
例如，您可以在半夜点亮一盏灯几分钟以模拟紧急需求。
或者，您可以用由 Arduino 板控制的 Neo Pixel 灯条代替灯，以模拟电视机产生的光的变化。
最后，您可以连接系统，以便在假期期间与它保持联系。
结论
现在，如果你被抢劫了，这不是我的错，但你会尝试过的。
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