描述

冬天來了，夜晚變得比白天更長，早上 6 點醒來，進入一個黑暗寒冷的房間對我來說是一場噩夢。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？

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

燈泡

要制造一個智能燈泡，您首先需要一個“啞”燈泡，因為它的插座擰入燈泡并提供電源。我用錘子砸了它。這個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，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控制燈泡的電源。我需要一個 TRIAC。這個小裝置充當(dāng)繼電器，可以非?？焖俚卮蜷_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刻打開和關(guān)閉雙向晶閘管才能實現(xiàn)這一點（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過零以將每個半波切割成相同的大小。否則，燈會閃爍。

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

第二個光耦合器 - MOC3063 (U2) - 在輸出端帶有一個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，因為它僅在正弦波過零時才會打開。

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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)定的時間到來時開始開燈。為了提供實時時鐘，DS3231 精確的實時時鐘模塊也可以在斷電時保存時間。

為了為芯片提供 5V 電壓，我使用廉價的 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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成品板無插座，Arduino Nano和DS3231模塊拆解

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代碼

該程序非常簡單。當(dāng)燈由開關(guān)供電時，它會照亮房間并慢慢將其調(diào)暗到夜晚，以驗證電子設(shè)備仍在工作。在夜間，它檢查存儲在 DS3231 模塊中的實時時鐘，最后在早上 6 點，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，我就是一個糟糕的開發(fā)人員！

下一步是什么？

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

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晚安！