實戰智慧插座 06 - 你關燈我就開燈 ( 光感應小夜燈 )

2017鐵人賽 iot webduino 物聯網智慧插座

oxxo

2016-12-20 22:28:10

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今天要來玩玩「小夜燈」，夜燈是一般我們逛家 X 福或是 X 北百貨都會看到的日用品，當我們知道了他的原理，透過 Webduino 的輔助，我們就可以把網頁和夜燈結合，透過網頁隨心所欲的傳送光照度的訊息，或是控制不同光源的反應。

光敏電阻簡介

光敏電阻常見於小夜燈裡面，光敏電阻主要是利用光電導效應的一種特殊的電阻，當有光線照射時，電阻內原本處於穩定狀態的電子受到激發，成為自由電子。所以光線越強，產生的自由電子也就越多，電阻就會越小，透過會變化的電阻值，進一步產生輸出強弱訊號。

一般市面上常見的小夜燈
Webduino 你關燈我就開燈

光敏電阻的長相
Webduino 你關燈我就開燈

光敏電阻的結構
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由於每個光敏的電阻值範圍不同，有些甚至會趨近於 0，因此在接線上我們必須要用到一個「普通電阻」在線路裡頭，作為避免短路的「保護」作用，而光敏電阻有兩支腳，不管哪一支都可以作為訊號腳，訊號腳會接在類比的位置 ( A 開頭的腳位 )，而另外一支就是 VCC 或 GND，這裡我們把另外一支腳接在 3.3V ( VCC )，訊號腳另外接一個電阻連到 GND，因為要用到同一個 GND 腳位，所以必須得用麵包板來輔助。
( VCC 和 GND 顛倒過來也可以，但數值也會跟著顛倒過來，如果要看專有名詞，可以查詢「上拉電組」或「下拉電阻」 )。
Webduino 你關燈我就開燈

接線完成之後先透過 Webduino Blockly 編輯器 ( https://blockly.webduino.io ) 來測試，因為會用網頁「顯示文字」來顯示光敏電阻數值，所以要先點選右上方「網頁互動測試」的按鈕，打開內嵌測試的網頁，用下拉選單選擇「顯示文字」。
Webduino 你關燈我就開燈

把開發板放到編輯畫面裡，填入對應的 Webduino 開發板名稱，開發板內放入光敏電阻積木，名稱設定為 photocell，腳位設定為 A3。
Webduino 你關燈我就開燈

接著放入「開始偵測」的積木，開始偵測之後，就可以顯示偵測到的數值。
Webduino 你關燈我就開燈

偵測的速率決定在開發板的類比取樣速度 ( 每塊開發板只會有一個類比取樣速率 )，我們可以從開發板的下拉選單中進行設定，這裏設定為 100ms ( 0.1 秒 )。
Webduino 你關燈我就開燈

完成後，確認開發板上線，點選紅色的執行按鈕，就可以看到光源強度已經轉換成數字呈現，用手去遮蔽光敏電阻更可以看出數值變化。

Webduino 程式用法

測試完成後，來看看程式碼怎麼運作，如果要在自己的網頁裡面使用，就要引入「 webduino-min.js 」還有「 webduino-blockly.js 」這兩個 JavaScript，這樣我們才有操控開發板以及光敏電阻的 API 可以使用，然後記得在 body 的區域放入一個 h2 來顯示文字。

<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, user-scalable=no">
  <title>Webduino</title>
  <script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.9.1/jquery.min.js"></script>
  <script src="https://webduino.io/components/webduino-js/dist/webduino-all.min.js"></script>
  <script src="https://blockly.webduino.io/webduino-blockly.js"></script>
</head>

<body>
  <h2 id="show">數值顯示在這邊</h2>
</body>
</html>

光敏電阻的程式碼宣告使用 getPhotocell，注意這邊接的 pin 腳數字是「類比腳」，也就是在開發板上面有「A」( Analog ) 開頭的腳位。

photocell = getPhotocell(board, pin);

開始偵測的用法如下，使用 .on 以及 callback 實作，callback 帶一個參數，這個參數就是光敏電阻回傳的數值。

photocell.on(function(val){
});

如果要停止偵測，使用 .off() 即可。

使用網頁控制

因此我們可以撰寫如下列的一個簡單網頁，就可以偵測光敏電阻的數值，在數值小於 0.2 的時候，點亮我們的燈泡！不過這邊有一個小地方要注意：「不要把燈泡放在光敏電阻正上方」，為什麼呢？如果你放在正上方，燈亮起的時候就會感應到亮光，就會把燈熄滅，燈一熄滅又偵測到無光，又把燈點亮，如此一直循環，燈就會不斷的一明一暗閃爍了。( 其實想到實際的情況，還真的頗搞笑的 )

因為要控制插座上的電燈，所以接線圖勢必要稍微改變一下，按照下圖接線即可 ( 光敏接 A3，插座的訊號線接 10，因為 GND 要共用所以用麵包板外接 )
Webduino 你關燈我就開燈

程式碼的部分參考：

HTML

<!doctype html>
<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, user-scalable=no">
  <title>Webduino Blockly Demo 01</title>
  <script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.9.1/jquery.min.js"></script>
  <script src="https://webduino.io/components/webduino-js/dist/webduino-all.min.js"></script>
  <script src="https://blockly.webduino.io/webduino-blockly.js"></script>
</head>

<body>
  <h2 id="show">數值顯示在這邊</h2>
</body>
</html>

JavaScript ( 記得還要放入 LED 的 getLed(board, 10);，才能夠控制燈泡 )

var photocell;
var $show = $("#show");

boardReady('你的裝置 ID', function (board) {
  board.systemReset();
  board.samplingInterval = 250;
  photocell = getPhotocell(board, 3); 
  led = getLed(board, 10);
  photocell.on(function(val){
    $show.text(val);
    if(val<0.2){
      led.on();
    }else{
      led.off();
    }
  });
});

效果展示 ( 程式碼：http://bin.webduino.io/pexas/1/edit?html,js,output )
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