制作一个适合当前吸顶灯的智能灯泡

描述

冬天来了，夜晚变得比白天更长，早上 6 点醒来，进入一个黑暗寒冷的房间对我来说是一场噩梦。如果有办法创造人造的“日出”，让房间感觉更温暖、更舒适呢？

这是一项简单的任务，我将制作一个适合我当前的吸顶灯的智能灯泡。它将通过慢慢照亮房间来模拟日出。如果它有效，我将把它与我的手机连接起来，让它成为一个合适的闹钟。

灯泡

要制造一个智能灯泡，您首先需要一个“哑”灯泡，因为它的插座拧入灯泡并提供电源。我用锤子砸了它。这个令人愉快的过程从铝插座上取下玻璃，将电线焊接到插座和底部的引脚后，智能灯泡的底座就准备好了。

接下来，您需要支持所有电子设备。我使用了一块 perf 板并将其切割以适合 Arduino Nano 微控制器、5V 电源和所有电子元件。

 

带切割穿孔板的插座

 

高压电路

安全警告：您正在使用大于 50V 的电压工作。接触高压可能导致严重伤害或死亡。

由于我使用的是一个由交流电源电压供电的普通灯泡，我不能直接使用微控制器来控制灯泡的电源。我需要一个 TRIAC。这个小装置充当继电器，可以非常快速地打开和关闭。微控制器将打开和关闭双向可控硅开关以改变交流正弦波，从而使灯光变暗或变亮。

但是，交流电压的控制方式与直流电压不同。需要以精确的方式切断交流正弦波，因此必须在精确的时刻打开和关闭双向晶闸管才能实现这一点（见下图）。换句话说，微控制器需要知道电源电压的正弦波何时过零以将每个半波切割成相同的大小。否则，灯会闪烁。

 

这就是改变交流电压以使光线变暗的方式。

 

为了检测电源电压的过零，有一个 4N35 (U1) 光耦合器和一个晶体管，当正弦波过零时该晶体管导通。微控制器会将其视为其输入引脚上的高信号。光耦合器还有一个作用，就是将低电压与市电电压电路隔离开来。

第二个光耦合器 - MOC3063 (U2) - 在输出端带有一个三端双向可控硅开关，用于将微控制器与高压三端双向可控硅开关 (Q2) 隔离。确保您没有使用具有过零功能的光耦合器，因为它仅在正弦波过零时才会打开。

 

高压电路

 

低压电路

作为微控制器，我使用的是 Arduino Nano。它的主要用途是控制双向晶闸管，并在设定的时间到来时开始开灯。为了提供实时时钟，DS3231 精确的实时时钟模块也可以在断电时保存时间。

为了为芯片提供 5V 电压，我使用廉价的 5V 700mA 降压电源连接到灯泡插座的电源电压。漂亮又方便的解决方案！

 

成品板无插座，Arduino Nano和DS3231模块拆解

 

代码

该程序非常简单。当灯由开关供电时，它会照亮房间并慢慢将其调暗到夜晚，以验证电子设备仍在工作。在夜间，它检查存储在 DS3231 模块中的实时时钟，最后在早上 6 点，房间慢慢地照亮到完全“日光”，直到灯被开关断电。

查看下面附带的代码，我认为它是不言自明的。如果不是，我就是一个糟糕的开发人员！

下一步是什么？

现在我将试验几天或几周，如果它能在早上叫醒我，我会将这个项目发展成更聪明、更不粗糙的东西！

晚安！