2. 第二課 智能人體感應燈

2.1. 任務背景

在普通家居中,照明燈都是採用手動開關來控制的,而手動開關的安裝一般距離地面有一定的高度。如果家裡有老人小孩,使用會非常不方便。如果照明燈變成自動感應控制的,是不是會更加智能與便捷?這就是我們這節課的任務——製作一個智能人體感應燈。

2.2. 器材準備

Micro:bit主板、擴展板、電池盒和 2 節 AAA 電池、人體感應傳感器模塊、白色LED燈模塊、連接線、USB 數據線。

2.3. 了解智能人體感應燈

人體感應燈是一款利用紅外線、熱釋電原理感應人體活動信息的新技術設計、研發而成的,專門用來檢測和感應人體活動信息的產品。當人或有溫度的物體進入模塊感應範圍內時,感應模塊就會輸出一個高電平脈衝信號、或高電平延時信號,輸出的感應脈衝或延時信號可以直接驅動 LED 燈指示燈、LED 照明燈。

本課程製作的人體感應燈是利用人體傳感器模塊實現的,其原理是當人體感應傳感器模塊檢測有人靠近時,就打開照明燈;反之,當人離開時,燈自動關閉。

2.4. 了解人體感應傳導器模塊和紅綠燈模塊

人體感應傳感器模塊

本課程使用的人體感應傳感器模塊是 HC-SR505 小型人體感應模塊,該模塊是基於紅外線技術的自動控制產品,靈敏度高,可靠性強,超小體積,超低電壓工作模式。廣泛應用於各類自動感應電器設備,尤其是乾電池電的自動控制產品。該模塊有以下兩點功能:

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全自動感應:人進入其感應範圍則輸出高電平,人離開感應範圍則自動延時關閉高電平,輸出低電平。
可重覆觸發方式:即感應輸出高電平後,在延時時間段內,如果有人體在其感應範圍活動,其輸出將一直保持高電平,直到人離開後才延時將高電平變為低電平(感應模塊檢測到人體的每一次活動後會自動順延一個延時時間段,並且以最後一次活動的時間為延時時間的起始點HC-SR505 小型人體感應模塊有三個管腳,G 為 GND 接地,V 為 VCC 接高電平或 5v,S 為信號管腳,可以接 D1-D13 數字接口。

白色LED燈模塊

白色LED燈模塊是由1 種顏色 LED 組成的模塊。該模塊有G,V,S 3個管腳,G為負極接地 GND,V為正極接高電平 VCC 或 5v,S 為信號管腳。

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2.5. 人體感應燈安裝

把 HC-SR505 小型人體感應模塊安裝在左側門上方,白色LED安裝右側門上;主板和擴展板結合,然後安裝在底板上。如圖所示:

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2.6. 程序設計

算法設計

根據人體感應燈的原理,當人體感應傳感器感應到靠近時,自動開啟 LED 燈;過一段時間,LED 燈自動關閉;如果沒有人靠近時,LED 是關閉的。其算法流程設計如下:

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硬件連接

HC-SR505 人體感應模塊連接在 Micro:bit板的 P1管腳,白色LED燈模塊連接在 Micro:bit 擴展板的P2管腳。

傳感器和執行器 主控板 HC-SR505 人體感應模塊 P1 白光LED燈模塊 P2

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2.7. 總結

本節課學習了智能人體感應燈的原理,了解人體感應傳感器和LED模塊的特點及其使用,並編程實現人來燈亮,人走燈滅的功能。