多途徑實現(xiàn)Arduino“聲光雙控?zé)簟?/h1>
2021-09-16 04:33:45曉東
電腦報 2021年35期
曉東
樓道中的聲光雙控?zé)羰且环N很常見的利用聲音和光線信號來控制照明的電子裝置，其應(yīng)用場景是在光線昏暗時對一定強度的響聲做出亮燈“回應(yīng)”，持續(xù)十幾秒鐘后再關(guān)閉燈光照明，也就是必須要同時滿足光線較暗和響聲達(dá)到一定程度這兩個條件才會“開燈”，否則一直處于“不工作”狀態(tài)。在Arduino中，我們可以利用聲音傳感器和光線傳感器來分別檢測環(huán)境周圍的聲音與光線強弱，然后分別通過Arduino IDE代碼編程、Python代碼編程和Mind+圖形化編程三種方式，實現(xiàn)“聲光雙控?zé)簟惫δ堋?h3>1.實驗器材與電路連接
實驗器材：Arduino UNO主板一個，聲音傳感器一個，光線傳感器一個，紅色LED燈一支，面包板一塊，各種顏色的杜邦線若干。
首先，將LED燈長腿插入13號引腳，短腿插入GND接地引腳;接著，將Arduino的5V和GND與面包板邊緣插槽連接（紅色與藍(lán)色標(biāo)注），再通過杜邦線將聲音傳感器和光線傳感器的VCC正極和GND接地也插接至面包板;然后將聲音傳感器的OUT信號輸出端連接至Arduino的2號數(shù)字引腳，光線傳感器的AO模擬信號輸出端連接至Arduino的A2模擬引腳;最后，通過數(shù)據(jù)線將Arduino與計算機USB接口連接（如圖1）。
2.Arduino IDE代碼編程實現(xiàn)“聲光雙控?zé)簟?/h3>
首先，在Arduino IDE中通過“int led = 13;”和“int SoundSensorPin = 2;”兩個語句，分別對LED燈和聲音傳感器的連接引腳進行聲明;接著，在setup（）函數(shù)中通過“pinMode（led，OUTPUT）;”和“pinMode（SoundSensorPin，INPUT）;”兩個語句，設(shè)置13號引腳為輸出模式、2號引腳為輸入模式。
在loop（）函數(shù)中，先通過“int LightSensorValue
=analogRead（A2）;”語句，建立變量LightSensorValue，其值是讀取光線傳感器通過A2模擬引腳的傳輸數(shù)據(jù);再通過“int SoundSensorValue = digitalRead（SoundSensorPin）;”語句，建立變量SoundSensorValue，其值是讀取聲音傳感器通過2號數(shù)字引腳的傳輸數(shù)據(jù)。
經(jīng)過實驗測試后發(fā)現(xiàn)，正常室內(nèi)光線時所測得的光線數(shù)據(jù)是220左右，用手捂住光線傳感器（模擬低光照條件）時測得的光線數(shù)據(jù)是930左右，而用手電照射光線傳感器時測得的光線數(shù)據(jù)是20左右，這說明光線越強，數(shù)據(jù)值越小，光線越弱，數(shù)據(jù)值越大。通過調(diào)節(jié)聲音傳感器上的電位器，使其處于一個比較合適的檢測環(huán)境周圍聲音強度范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)“沒有聲音”時的檢測值是1（對應(yīng)HIGH高電平），“有聲音”時的檢測值是0（對應(yīng)LOW低電平）。因此在“if…else…”選擇結(jié)構(gòu)中將判斷條件構(gòu)建為“SoundSensorVal
ue == LOW and LightSensorValue >= 500”，也就是判斷聲音傳感器的檢測值是否為0、光線傳感器的檢測值是否在500以上，當(dāng)這兩個條件同時滿足時，就應(yīng)當(dāng)去控制LED燈發(fā)光：“digitalWrite（led，HIGH）;”，而且要讓它持續(xù)發(fā)光3秒：“delay（3000）;”。條件不成立的話，LED處于熄滅狀態(tài)，在else分支中通過“digitalWrite（led，LOW）;”語句來實現(xiàn)（如圖2）。
將程序編譯并上傳Arduino，對聲光雙控?zé)暨M行測試：當(dāng)室內(nèi)光線處于正常照明狀態(tài)時，音箱中音樂的強度再大，LED燈也不會亮;如果用手捂住光線傳感器，此時再播放音樂的話，LED燈就會應(yīng)聲而亮（如圖3）。同樣，當(dāng)光線傳感器被捂住時，保持周圍環(huán)境處于比較安靜的狀態(tài)，LED燈也不會發(fā)光。
3.Python代碼編程實現(xiàn)“聲光雙控?zé)簟?/h3>
借助pinpong庫模塊，在PythonIDLE編程環(huán)境中對Arduino進行代碼編程。首先，通過“import time”和“from pinpong.board import Board，Pin”語句，導(dǎo)入time和pinpong庫模塊;“Board（“uno”）.begin（）”語句的作用是實現(xiàn)對Arduino UNO板型的初始化操作（包括連接主板端口號的自動識別）;接著，分別建立led、SoundSensor和LightSensor三個變量，分別對應(yīng)LED燈、聲音傳感器和光線傳感器的聲明設(shè)置，語句“l(fā)ed = Pin（Pin.D13， Pin.OUT）”的作用是設(shè)置連接在13號引腳的LED燈為信號輸出端，語句“SoundSensor = Pin（Pin.D2， Pin.IN）”的作用是設(shè)置連接在2號數(shù)字引腳的聲音傳感器為信號輸入端，語句“LightSensor = Pin（Pin.A2， Pin.ANALO
G）”的作用是設(shè)置連接在A2模擬引腳的光線傳感器為模擬信號端。
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實驗器材：Arduino UNO主板一個，聲音傳感器一個，光線傳感器一個，紅色LED燈一支，面包板一塊，各種顏色的杜邦線若干。
首先，將LED燈長腿插入13號引腳，短腿插入GND接地引腳;接著，將Arduino的5V和GND與面包板邊緣插槽連接（紅色與藍(lán)色標(biāo)注），再通過杜邦線將聲音傳感器和光線傳感器的VCC正極和GND接地也插接至面包板;然后將聲音傳感器的OUT信號輸出端連接至Arduino的2號數(shù)字引腳，光線傳感器的AO模擬信號輸出端連接至Arduino的A2模擬引腳;最后，通過數(shù)據(jù)線將Arduino與計算機USB接口連接（如圖1）。
2.Arduino IDE代碼編程實現(xiàn)“聲光雙控?zé)簟?/h3>
首先，在Arduino IDE中通過“int led = 13;”和“int SoundSensorPin = 2;”兩個語句，分別對LED燈和聲音傳感器的連接引腳進行聲明;接著，在setup（）函數(shù)中通過“pinMode（led，OUTPUT）;”和“pinMode（SoundSensorPin，INPUT）;”兩個語句，設(shè)置13號引腳為輸出模式、2號引腳為輸入模式。
在loop（）函數(shù)中，先通過“int LightSensorValue
=analogRead（A2）;”語句，建立變量LightSensorValue，其值是讀取光線傳感器通過A2模擬引腳的傳輸數(shù)據(jù);再通過“int SoundSensorValue = digitalRead（SoundSensorPin）;”語句，建立變量SoundSensorValue，其值是讀取聲音傳感器通過2號數(shù)字引腳的傳輸數(shù)據(jù)。
經(jīng)過實驗測試后發(fā)現(xiàn)，正常室內(nèi)光線時所測得的光線數(shù)據(jù)是220左右，用手捂住光線傳感器（模擬低光照條件）時測得的光線數(shù)據(jù)是930左右，而用手電照射光線傳感器時測得的光線數(shù)據(jù)是20左右，這說明光線越強，數(shù)據(jù)值越小，光線越弱，數(shù)據(jù)值越大。通過調(diào)節(jié)聲音傳感器上的電位器，使其處于一個比較合適的檢測環(huán)境周圍聲音強度范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)“沒有聲音”時的檢測值是1（對應(yīng)HIGH高電平），“有聲音”時的檢測值是0（對應(yīng)LOW低電平）。因此在“if…else…”選擇結(jié)構(gòu)中將判斷條件構(gòu)建為“SoundSensorVal
ue == LOW and LightSensorValue >= 500”，也就是判斷聲音傳感器的檢測值是否為0、光線傳感器的檢測值是否在500以上，當(dāng)這兩個條件同時滿足時，就應(yīng)當(dāng)去控制LED燈發(fā)光：“digitalWrite（led，HIGH）;”，而且要讓它持續(xù)發(fā)光3秒：“delay（3000）;”。條件不成立的話，LED處于熄滅狀態(tài)，在else分支中通過“digitalWrite（led，LOW）;”語句來實現(xiàn)（如圖2）。
將程序編譯并上傳Arduino，對聲光雙控?zé)暨M行測試：當(dāng)室內(nèi)光線處于正常照明狀態(tài)時，音箱中音樂的強度再大，LED燈也不會亮;如果用手捂住光線傳感器，此時再播放音樂的話，LED燈就會應(yīng)聲而亮（如圖3）。同樣，當(dāng)光線傳感器被捂住時，保持周圍環(huán)境處于比較安靜的狀態(tài)，LED燈也不會發(fā)光。
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