使用LDR模块传感器进行节能照明控制

描述

我们有多少次在白天忘记关灯？我们仍然用手指开关手动打开/关闭我们的灯。大多数人在太阳升起并照亮房间或不使用房间时仍会打开灯。

想象一下我们浪费了多少能源，又可以节省多少钱。照明控制可以帮助我们节省能源和金钱。我们有必要将电力损失保持在最低限度。

使用 LDR 模块传感器进行照明控制

LDR传感器模块用于检测光的强度。有光时，LDR的阻值会随着光的强弱而变低。光照强度越大，LDR 的电阻越低。该系统通过使用 LDR 模块传感器感测其环境中的光强度来工作。

 

它是如何工作的？

本项目采用STM32F407 Discovery作为微控制器，采用LDR模块传感器进行光照检测。LED 将由 12V 直流电池供电。5V DC 继电器用于切换 LED。我在这个项目中使用的 LED 是 HPL 9-12V 10W LED。

LDR模块传感器灯光控制硬件图

 

LDR 模块传感器将检测光线是亮还是暗。当检测到光线明亮时，传感器将向微控制器发送逻辑 1，如果光线昏暗则发送逻辑 0。然后，对微控制器程序进行编码。

 

该程序经过编码，使 LED 在 LDR 模块传感器检测到光线时打开，在 LDR 模块传感器未检测到光线时关闭。LCD 将显示灯泡的状况。

// LED CONTROL WITH LDR MODULE SENSOR TEST

if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, LDR_Pin)==0){
        // LED 1 ON
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);

        // WRITES ON LCD
	lcd_gotoxy(0,0);
	lcd_puts("ON ");
}
						
else if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, LDR_Pin)==1){
        // LED 1 OFF
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);

        // WRITES ON LCD
	lcd_gotoxy(0,0);
	lcd_puts("OFF");
}

照明控制（带 1 个 LED）

如果 LDR 模块传感器检测到光线，LED 将关闭。

 

如果 LDR 模块传感器未检测到光线，LED 将亮起。

 

照明控制（带 2 个 LED）

现在，我们可以开始为 2 个 LED 创建照明控制。我们将对 2 个 LED 使用与上一个相同的规划。

 

接下来是在硬件电路中再增加一个LED。通过将两个 LED 与电池并联，为第二个 LED 提供电池。将第二个 LED 也连接到直流继电器。然后在 STMCubeMX 上再添加 1 个 GPIO 输出并稍微编辑主程序。

// LED CONTROL WITH LDR MODULE SENSOR TEST

if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, LDR_Pin)==0){
        // LED 1 ON
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
        // LED 2 ON
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED2_Pin, GPIO_PIN_RESET);

        // WRITES ON LCD
	lcd_gotoxy(18,0);
	lcd_puts("ON");
	lcd_gotoxy(18,1);
	lcd_puts("ON ");
}
						
else if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, LDR_Pin)==1 ){
        // LED 1 OFF
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);
        // LED 2 OFF
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED2_Pin, GPIO_PIN_SET);

        // WRITES ON LCD
	lcd_gotoxy(18,0);
	lcd_puts("OFF");
	lcd_gotoxy(18,1);
	lcd_puts("OFF");
}

编译并将其闪存到 STM32F407 Discovery 微控制器。将 LED 2 GPIO 输出连接到 LED 2 直流继电器。现在我们终于可以使用 2 个 LED 的照明控制系统了。向上移动 LDR 模块传感器以检测亮光，向下移动以检测暗光。您可以使用 LDR 模块传感器的电位器随心所欲地修改 LDR 模块传感器的亮度灵敏度。

当 LDR 模块传感器检测到强光时。

 

当 LDR 模块传感器检测到昏暗的光线时。

 

节能估算

那么照明控制如何用于节能呢？

• 首先，我们计算一天的正常能源使用量。例如，我们使用通常每天都打开的 10 瓦 LED。 10 Watt × 24 hours = 240 kWh. 因此，LED 一天的正常用电量为 240 Wh（瓦时）。
• 然后我们计算一个月的能源使用量。240 Wh × 30 days = 7200 Wh.

现在我们计算实施照明系统后 LED 的能源使用情况。如果照明系统从下午 5 点到早上 6 点都没有检测到光线，则照明系统将每天打开 LED 13 小时。

• 让我们计算一天的能源使用量。10 Watt × 13 hours = 130 Wh. 所以我们得到使用照明系统一天后 LED 的能源使用量为 130 Wh。
• 接下来，我们计算一个月的能源使用情况。130 Wh × 30 days = 3900 Wh.

所以现在，我们得到 LED 一个月的正常能源使用量是 7200 Wh，使用照明系统一个月后的能源使用量是 3900 Wh。从此示例中，我们可以通过使用照明系统节省 3.300 Wh 或 45.8% 的能源使用量。