實戰智慧插座 07 - 你是「人」我就開燈 ( 人體紅外線偵測 )

2017鐵人賽 webduino, iot 物聯網智慧插座

oxxo

2016-12-21 13:57:44

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上一篇介紹了透過「距離」來開關燈，不過光是只有距離，是無法判斷是否為「人」所造成的，因此這篇將會介紹「人體紅外線偵測」的方式，實際做出一個有感應到人體紅外線就亮燈的裝置，這種裝置很常見的就是我們住家的騎樓，常常晚上走路經過別人家門口，就會有一盞燈亮起。

人體紅外線偵測器

這邊我使用的傳感器是 D-SUN 的人體紅外線傳感器 ( Pyro-electric Infrared Detector，簡稱 PIR )，外觀就是一個縮小的半球。
Webduino 人體紅外線偵測點燈

把上面半球的白色蓋子打開，可以發現裡面有一個接收器，而半圓蓋子的作用在於折射人體紅外線，讓原本的偵測角度可以擴大 ( 原理可以參考「菲涅爾透鏡」https://goo.gl/8flJAD )。
Webduino 人體紅外線偵測點燈

把感測器翻過來另外一面，首先很明顯可以看到有兩個可以調整的橘色旋鈕，標示 SX ( Sensitibity ) 的旋鈕是偵測的靈敏度，靈敏度以偵測距離 ( high ) 計算，範圍 3~7 公尺，順時針旋轉靈敏度越高，標示 TX ( Time Delay ) 則是偵測到訊號之後，下一次再繼續偵測的延遲時間，時間範圍是 5~300 秒，順時針旋轉延遲時間越長。
Webduino 人體紅外線偵測點燈

而另外一側的三個針腳，分別是 VCC ( 5V )、OUT ( 訊號腳 ) 和 GND。
Webduino 人體紅外線偵測點燈

接線方式就是直接把 VCC 接在開發板的 5V，GND 接 GND，訊號腳接數位腳的位置 ( 我在這裏接 11 )。
Webduino 人體紅外線偵測點燈

接好線之後，先透過 Webduino Blockly ( https://blockly.webduino.io ) 來測試一下，首先打開內嵌的網頁，選擇「顯示文字」，放入開發板的積木，輸入裝置的 device ID，接著放入人體紅外線偵測傳感器的積木，設定「有偵測到」和「沒有偵測到」的對應事件。
Webduino 人體紅外線偵測點燈

點選右上角的執行，如果在傳感器前晃來晃去，就會出現「有人靠近啦」的文字，如果用個東西把傳感器遮起來，就會出現「偵測中...」的字樣。
Webduino 人體紅外線偵測點燈

Webduino 程式用法

不過因為我們是要控制智慧插座，所以這邊把接線圖再稍微換一下，透過麵包板和插座連接 ( 因為我的 GND 只有一個，如果 GND 有兩個以上就不用麵包板 )，再來我們就要寫程式來控制插座的電燈了。
Webduino 人體紅外線偵測點燈

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人體紅外線偵測的 API 可以使用，在 body 的區域我放入一個 h2 來顯示一些文字訊息，然後放入兩張燈泡一明一暗的圖片，讓偵測到訊號的時候，網頁上的燈泡也會發生反應。

<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"></h2>
  <img src="http://example.oxxostudio.tw/it2016/it2016-day05-on.jpg" id="on">
  <img src="http://example.oxxostudio.tw/it2016/it2016-day05-off.jpg" class="show" id="off">
</body>
</html>

再來就看看人體紅外線偵測的使用方法，人體紅外線的宣告使用 getPir(board, pin)，pin 是數位腳。

var pir = getPir(board, 11);

偵測的方式使用 .on(event, callback)，event 有兩種，一種是 detected 也就是偵測到訊號，另外一種是 ended，也就是我們上面人體紅外線傳感器上頭，Time Delay 旋鈕所設定延遲時間到的時候，就會執行，當然，如果結束時又偵測到訊號，就又會觸發 derected 的行為。

pir.on("detected", function(){
  //偵測到人的時候要做什麼事
});
pir.on("ended", function(){
  //經過...秒結束後會做什麼事
});

網頁控制

了解用法之後，可以按照下面的寫法，在偵測到人體紅外線時，改變顯示文字為「偵測到有人呀！」同時把實際的燈泡以及網頁的燈泡點亮，經過幾秒後，沒有偵測到人，就在把訊息換成「偵測中...」，同時把網頁燈泡和實際燈泡關起來。

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</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">準備中</h2>
  <img src="http://example.oxxostudio.tw/it2016/it2016-day05-on.jpg" id="on">
  <img src="http://example.oxxostudio.tw/it2016/it2016-day05-off.jpg" class="show" id="off">
</body>
</html>

CSS ( 主要只寫了控制網頁中的燈泡圖片切換 )

img{
  display:none;
}
.show{
  display:block;
}

JavaScript ( 記得還要把 led = getLed(board, 10) 補上去才可以控制繼電器的燈泡 )

$(function(){
var pir,
    led,
    $show=$('#show'),
    $on = $('#on'), 
    $off = $('#off'); 

boardReady('你的裝置 ID', function (board) {
  board.systemReset();
  board.samplingInterval = 250;
  pir = getPir(board, 11);
  led = getLed(board, 10);
  $show.text('偵測中...');
  pir.on("detected", function(){
    $show.text('有人靠近啦！');
    led.on();
    $on.addClass('show');
    $off.removeClass('show');
  });
  pir.on("ended", function(){
    $show.text('偵測中...');
    led.off();
    $on.removeClass('show');
    $off.addClass('show');
  });
});

});

最終結果就會如下圖，我先用個鐵盒子罩著傳感器，打開鐵盒子的時候偵測到我發出的人體紅外線，就把燈點亮囉 ( http://bin.webduino.io/tafes/1/edit?html,css,js,output )
Webduino 人體紅外線偵測點燈