无线联动人体调光灯实验

### 无线联动人体感应调光灯实验

#### 实验目的
通过本实验，旨在构建一套基于Arduino平台的人体红外感应和自动灯光控制装置。这套系统不仅能够感知人的存在并触发相应的灯光变化，还能根据环境光线强度调节灯光亮度，从而提供舒适的照明体验[^2]。

#### 所需材料
- Arduino开发板一块；
- HC-SR501人体热释电红外传感器模块一个；
- BH1750光照度传感器一个；
- LED灯带若干米及其驱动电路；
- 继电器或固态继电器用于连接LED电源线路上下两部分；
- 杜邦线数根；
- Wi-Fi模组ESP8266或其他支持Wi-Fi功能的扩展板卡；

#### 工作原理
HC-SR501作为主要探测元件，在检测到有人进入其监测范围时会输出高电平信号给Arduino输入端口。与此同时，BH1750负责测量当前房间内的自然光源强弱情况并将数据反馈至单片机处理单元。当两者共同作用时，Arduino可以根据设定好的逻辑判断是否开启/关闭灯具以及调整发光强度大小。而Wi-Fi模组则允许远程配置参数并通过网络发送指令来改变状态设置，实现了真正的“无线”操作模式。

#### 编程实现
为了使上述硬件协同工作，编写程序如下所示：

#include <Wire.h>
#include "Adafruit_BH1750.h"
#define RELAY_PIN 9        // 连接到继电器IN接口的引脚编号
#define PIR_SENSOR A0      // 接收来自PIR传感器OUT管脚的数据所使用的模拟通道号
const int threshold = 30;  // 设定最低照度阈值（单位lx），低于此数值即认为室内昏暗需要开灯照亮空间
unsigned long lastTime;
bool lightOn;

// 初始化光照传感器对象实例化过程
Adafruit_BH1750 bh1750Sensor;

void setup() {
    pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
    digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);  
    Serial.begin(9600);

    Wire.begin();
    
    if (!bh1750Sensor.begin(BH1750_ADD)) { 
       while (true) {}     // 如果初始化失败，则停止运行循环等待重启尝试重新加载...
    }
}

void loop() {

    float luxValue = bh1750Sensor.readLightLevel();   // 获取实时Lux读数
    
    bool motionDetected = digitalRead(PIR_SENSOR)== HIGH ? true : false ; 

    unsigned long currentTime = millis();

    if ((motionDetected && !lightOn)||(luxValue<threshold)){
        
         analogWrite(LED_BUILTIN,luxValue*2.55>255?255:(int)(luxValue*2.55)); // 控制内置LED亮度随环境光亮程度自适应变换
        
         digitalWrite(RELAY_PIN,HIGH);   
         
         lightOn=true;
         
         delay(1000); // 防抖动延时
     
    }else{
     
          if(currentTime-lastTime>=6000&&!motionDetected){
              
              digitalWrite(RELAY_PIN,LOW);
              
              lightOn=false;
              
              lastTime=currentTime;
          
          }

    }
}

这段代码首先定义了一些必要的常量变量，并完成了对各外围设备的基础配置任务。接着在`loop()`函数体内不断轮询获取最新传感信息，依据既定规则决定何时点亮熄灭指示灯泡或是更改PWM占空比以达到渐变效果的目的。此外还加入了简单的防误触机制防止频繁切换造成困扰。

#### 可能遇到的问题及解决方案
1. **灵敏度过低**：如果发现即使有物体经过也未能成功激活响应动作，那么可能是因为安装位置不当或者是内部跳线帽未正确放置所致。建议适当调整角度高度直至满足需求为止。
2. **反应迟缓**：这通常意味着供电不足影响到了处理器的工作效率，亦或是选用的通讯协议传输速率过慢无法及时传达命令。此时应考虑更换更大容量电池或者优化现有算法结构提高执行速度。
3. **不稳定闪烁现象**：此类状况多由电磁干扰引起，特别是在靠近其他电子产品的环境下更容易发生。解决办法包括加装滤波电容减少噪声侵入路径、远离大功率发射源保持安全距离等措施。