使用LDR模塊傳感器進(jìn)行節(jié)能照明控制

描述

我們有多少次在白天忘記關(guān)燈？我們?nèi)匀挥檬种搁_(kāi)關(guān)手動(dòng)打開(kāi)/關(guān)閉我們的燈。大多數(shù)人在太陽(yáng)升起并照亮房間或不使用房間時(shí)仍會(huì)打開(kāi)燈。

想象一下我們浪費(fèi)了多少能源，又可以節(jié)省多少錢(qián)。照明控制可以幫助我們節(jié)省能源和金錢(qián)。我們有必要將電力損失保持在最低限度。

使用 LDR 模塊傳感器進(jìn)行照明控制

LDR傳感器模塊用于檢測(cè)光的強(qiáng)度。有光時(shí)，LDR的阻值會(huì)隨著光的強(qiáng)弱而變低。光照強(qiáng)度越大，LDR 的電阻越低。該系統(tǒng)通過(guò)使用 LDR 模塊傳感器感測(cè)其環(huán)境中的光強(qiáng)度來(lái)工作。

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它是如何工作的？

本項(xiàng)目采用STM32F407 Discovery作為微控制器，采用LDR模塊傳感器進(jìn)行光照檢測(cè)。LED 將由 12V 直流電池供電。5V DC 繼電器用于切換 LED。我在這個(gè)項(xiàng)目中使用的 LED 是 HPL 9-12V 10W LED。

LDR模塊傳感器燈光控制硬件圖

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LDR 模塊傳感器將檢測(cè)光線是亮還是暗。當(dāng)檢測(cè)到光線明亮?xí)r，傳感器將向微控制器發(fā)送邏輯 1，如果光線昏暗則發(fā)送邏輯 0。然后，對(duì)微控制器程序進(jìn)行編碼。

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該程序經(jīng)過(guò)編碼，使 LED 在 LDR 模塊傳感器檢測(cè)到光線時(shí)打開(kāi)，在 LDR 模塊傳感器未檢測(cè)到光線時(shí)關(guān)閉。LCD 將顯示燈泡的狀況。

// LED CONTROL WITH LDR MODULE SENSOR TEST

if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, LDR_Pin)==0){
        // LED 1 ON
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);

        // WRITES ON LCD
	lcd_gotoxy(0,0);
	lcd_puts("ON ");
}
						
else if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, LDR_Pin)==1){
        // LED 1 OFF
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);

        // WRITES ON LCD
	lcd_gotoxy(0,0);
	lcd_puts("OFF");
}

照明控制（帶 1 個(gè) LED）

如果 LDR 模塊傳感器檢測(cè)到光線，LED 將關(guān)閉。

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如果 LDR 模塊傳感器未檢測(cè)到光線，LED 將亮起。

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照明控制（帶 2 個(gè) LED）

現(xiàn)在，我們可以開(kāi)始為 2 個(gè) LED 創(chuàng)建照明控制。我們將對(duì) 2 個(gè) LED 使用與上一個(gè)相同的規(guī)劃。

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接下來(lái)是在硬件電路中再增加一個(gè)LED。通過(guò)將兩個(gè) LED 與電池并聯(lián)，為第二個(gè) LED 提供電池。將第二個(gè) LED 也連接到直流繼電器。然后在 STMCubeMX 上再添加 1 個(gè) GPIO 輸出并稍微編輯主程序。

// LED CONTROL WITH LDR MODULE SENSOR TEST

if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, LDR_Pin)==0){
        // LED 1 ON
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
        // LED 2 ON
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED2_Pin, GPIO_PIN_RESET);

        // WRITES ON LCD
	lcd_gotoxy(18,0);
	lcd_puts("ON");
	lcd_gotoxy(18,1);
	lcd_puts("ON ");
}
						
else if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, LDR_Pin)==1 ){
        // LED 1 OFF
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);
        // LED 2 OFF
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED2_Pin, GPIO_PIN_SET);

        // WRITES ON LCD
	lcd_gotoxy(18,0);
	lcd_puts("OFF");
	lcd_gotoxy(18,1);
	lcd_puts("OFF");
}

編譯并將其閃存到 STM32F407 Discovery 微控制器。將 LED 2 GPIO 輸出連接到 LED 2 直流繼電器。現(xiàn)在我們終于可以使用 2 個(gè) LED 的照明控制系統(tǒng)了。向上移動(dòng) LDR 模塊傳感器以檢測(cè)亮光，向下移動(dòng)以檢測(cè)暗光。您可以使用 LDR 模塊傳感器的電位器隨心所欲地修改 LDR 模塊傳感器的亮度靈敏度。

當(dāng) LDR 模塊傳感器檢測(cè)到強(qiáng)光時(shí)。

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當(dāng) LDR 模塊傳感器檢測(cè)到昏暗的光線時(shí)。

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節(jié)能估算

那么照明控制如何用于節(jié)能呢？

• 首先，我們計(jì)算一天的正常能源使用量。例如，我們使用通常每天都打開(kāi)的 10 瓦 LED。 10 Watt × 24 hours = 240 kWh. 因此，LED 一天的正常用電量為 240 Wh（瓦時(shí)）。
• 然后我們計(jì)算一個(gè)月的能源使用量。240 Wh × 30 days = 7200 Wh.

現(xiàn)在我們計(jì)算實(shí)施照明系統(tǒng)后 LED 的能源使用情況。如果照明系統(tǒng)從下午 5 點(diǎn)到早上 6 點(diǎn)都沒(méi)有檢測(cè)到光線，則照明系統(tǒng)將每天打開(kāi) LED 13 小時(shí)。

• 讓我們計(jì)算一天的能源使用量。10 Watt × 13 hours = 130 Wh. 所以我們得到使用照明系統(tǒng)一天后 LED 的能源使用量為 130 Wh。
• 接下來(lái)，我們計(jì)算一個(gè)月的能源使用情況。130 Wh × 30 days = 3900 Wh.

所以現(xiàn)在，我們得到 LED 一個(gè)月的正常能源使用量是 7200 Wh，使用照明系統(tǒng)一個(gè)月后的能源使用量是 3900 Wh。從此示例中，我們可以通過(guò)使用照明系統(tǒng)節(jié)省 3.300 Wh 或 45.8% 的能源使用量。

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