描述

冬天來(lái)了，夜晚變得比白天更長(zhǎng)，早上 6 點(diǎn)醒來(lái)，進(jìn)入一個(gè)黑暗寒冷的房間對(duì)我來(lái)說是一場(chǎng)噩夢(mèng)。如果有辦法創(chuàng)造人造的“日出”，讓房間感覺更溫暖、更舒適呢？

這是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的任務(wù)，我將制作一個(gè)適合我當(dāng)前的吸頂燈的智能燈泡。它將通過慢慢照亮房間來(lái)模擬日出。如果它有效，我將把它與我的手機(jī)連接起來(lái)，讓它成為一個(gè)合適的鬧鐘。

燈泡

要制造一個(gè)智能燈泡，您首先需要一個(gè)“啞”燈泡，因?yàn)樗牟遄鶖Q入燈泡并提供電源。我用錘子砸了它。這個(gè)令人愉快的過程從鋁插座上取下玻璃，將電線焊接到插座和底部的引腳后，智能燈泡的底座就準(zhǔn)備好了。

接下來(lái)，您需要支持所有電子設(shè)備。我使用了一塊 perf 板并將其切割以適合 Arduino Nano 微控制器、5V 電源和所有電子元件。

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帶切割穿孔板的插座

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高壓電路

安全警告：您正在使用大于 50V 的電壓工作。接觸高壓可能導(dǎo)致嚴(yán)重傷害或死亡。

由于我使用的是一個(gè)由交流電源電壓供電的普通燈泡，我不能直接使用微控制器來(lái)控制燈泡的電源。我需要一個(gè) TRIAC。這個(gè)小裝置充當(dāng)繼電器，可以非常快速地打開和關(guān)閉。微控制器將打開和關(guān)閉雙向可控硅開關(guān)以改變交流正弦波，從而使燈光變暗或變亮。

但是，交流電壓的控制方式與直流電壓不同。需要以精確的方式切斷交流正弦波，因此必須在精確的時(shí)刻打開和關(guān)閉雙向晶閘管才能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)（見下圖）。換句話說，微控制器需要知道電源電壓的正弦波何時(shí)過零以將每個(gè)半波切割成相同的大小。否則，燈會(huì)閃爍。

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這就是改變交流電壓以使光線變暗的方式。

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為了檢測(cè)電源電壓的過零，有一個(gè) 4N35 (U1) 光耦合器和一個(gè)晶體管，當(dāng)正弦波過零時(shí)該晶體管導(dǎo)通。微控制器會(huì)將其視為其輸入引腳上的高信號(hào)。光耦合器還有一個(gè)作用，就是將低電壓與市電電壓電路隔離開來(lái)。

第二個(gè)光耦合器 - MOC3063 (U2) - 在輸出端帶有一個(gè)三端雙向可控硅開關(guān)，用于將微控制器與高壓三端雙向可控硅開關(guān) (Q2) 隔離。確保您沒有使用具有過零功能的光耦合器，因?yàn)樗鼉H在正弦波過零時(shí)才會(huì)打開。

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高壓電路

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低壓電路

作為微控制器，我使用的是 Arduino Nano。它的主要用途是控制雙向晶閘管，并在設(shè)定的時(shí)間到來(lái)時(shí)開始開燈。為了提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘，DS3231 精確的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊也可以在斷電時(shí)保存時(shí)間。

為了為芯片提供 5V 電壓，我使用廉價(jià)的 5V 700mA 降壓電源連接到燈泡插座的電源電壓。漂亮又方便的解決方案！

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成品板無(wú)插座，Arduino Nano和DS3231模塊拆解

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代碼

該程序非常簡(jiǎn)單。當(dāng)燈由開關(guān)供電時(shí)，它會(huì)照亮房間并慢慢將其調(diào)暗到夜晚，以驗(yàn)證電子設(shè)備仍在工作。在夜間，它檢查存儲(chǔ)在 DS3231 模塊中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，最后在早上 6 點(diǎn)，房間慢慢地照亮到完全“日光”，直到燈被開關(guān)斷電。

查看下面附帶的代碼，我認(rèn)為它是不言自明的。如果不是，我就是一個(gè)糟糕的開發(fā)人員！

下一步是什么？

現(xiàn)在我將試驗(yàn)幾天或幾周，如果它能在早上叫醒我，我會(huì)將這個(gè)項(xiàng)目發(fā)展成更聰明、更不粗糙的東西！

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晚安！