Умный уличный фонарь на Arduino с датчиком освещенности и ИК-датчиком движения

Этот скетч реализует энергоэффективное уличное освещение, которое:

1. Включает свет только при наступлении темноты (по данным датчика освещенности)

2. Активирует полную яркость только при обнаружении движения

3. Поддерживает экономичный режим (30% яркости) в остальное время

Необходимые компоненты:

• Плата Arduino (Uno/Nano)

• Фоторезистор (датчик освещенности)

• ИК-датчик движения (PIR, например HC-SR501)

• Светодиодная лента (или мощный LED с MOSFET)

• Резисторы: 10 кОм (для фоторезистора), 220 Ом (для индикаторного LED)

• MOSFET транзистор (IRLZ44N или аналогичный)

• Макетная плата и провода

Полный скетч

// Пины подключения
#define LIGHT_SENSOR A0      // Фоторезистор
#define PIR_SENSOR 2         // Датчик движения
#define LED_PIN 9            // Управление светом (PWM)
#define INDICATOR_LED 13     // Встроенный LED для отладки

// Настройки
const int DARK_THRESHOLD = 300;  // Порог "темноты" (0-1023)
const int BRIGHTNESS_FULL = 255; // Полная яркость (PWM)
const int BRIGHTNESS_DIM = 76;   // 30% яркости (255*0.3)
const unsigned long MOTION_TIMEOUT = 30000; // 30 сек после движения

// Переменные
bool motionDetected = false;
unsigned long lastMotionTime = 0;

void setup() {
  pinMode(LIGHT_SENSOR, INPUT);
  pinMode(PIR_SENSOR, INPUT);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(INDICATOR_LED, OUTPUT);
  
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Smart Street Light System Started");
}

void loop() {
  // 1. Чтение датчиков
  int lightLevel = analogRead(LIGHT_SENSOR);
  bool currentMotion = digitalRead(PIR_SENSOR);
  
  // 2. Логика определения движения
  if (currentMotion) {
    motionDetected = true;
    lastMotionTime = millis();
    digitalWrite(INDICATOR_LED, HIGH);
  } 
  else if (millis() - lastMotionTime > MOTION_TIMEOUT) {
    motionDetected = false;
    digitalWrite(INDICATOR_LED, LOW);
  }

  // 3. Управление освещением
  if (lightLevel < DARK_THRESHOLD) { // Если темно
    if (motionDetected) {
      analogWrite(LED_PIN, BRIGHTNESS_FULL); // Полный свет
    } 
    else {
      analogWrite(LED_PIN, BRIGHTNESS_DIM); // Экономный режим
    }
  } 
  else {
    analogWrite(LED_PIN, 0); // Выключить днем
  }

  // 4. Отладочный вывод
  Serial.print("Light: ");
  Serial.print(lightLevel);
  Serial.print(" | Motion: ");
  Serial.println(motionDetected ? "DETECTED" : "none");
  
  delay(500); // Необязательная задержка
}

Как это работает:

• Датчик освещенности (фоторезистор):

  • Измеряет уровень света (0-1023)

  • При значении ниже DARK_THRESHOLD система активируется

• PIR-датчик:

  • Обнаруживает движение в радиусе 5-7 метров

  • При обнаружении включает полную яркость на MOTION_TIMEOUT (30 сек)

• ШИМ-управление (PWM):

  • Полная яркость: 255 (100%)

  • Экономный режим: 76 (30%)

  • Полное выключение днем

• Индикация:

  • Встроенный LED на пине 13 дублирует статус движения

  • Serial Monitor выводит текущие показания

Подключение компонентов:

• Фоторезистор:

  • Один вывод → 5V

  • Другой вывод → A0 + 10 кОм резистор → GND

• PIR датчик:

  • VCC → 5V

  • GND → GND

  • OUT → D2

• LED лента:

  • "+" → MOSFET сток

  • "-" → GND

  • MOSFET затвор → D9 (через 220 Ом)

  • MOSFET исток → GND

Калибровка системы:

1. Подстройте DARK_THRESHOLD под ваши условия:

   
   

   // Измерьте значения при разных условиях:
   Serial.print("Current light: ");
   Serial.println(analogRead(LIGHT_SENSOR));

2. Настройте чувствительность PIR-датчика (потенциометры на модуле)

Улучшения:

1. Добавьте LDR-калибровку при запуске:

   
   

   void calibrateLightSensor() {
     int avg = 0;
     for(int i=0; i<10; i++) {
       avg += analogRead(LIGHT_SENSOR);
       delay(500);
     }
     DARK_THRESHOLD = (avg / 10) - 100; // Автоподстройка
   }

2. Режим тестирования с кнопкой:

   
   

   #define TEST_BUTTON 4
   if(digitalRead(TEST_BUTTON)) {
     analogWrite(LED_PIN, 255); // Принудительное включение
   }

3. WiFi-мониторинг (для ESP8266):

   
   

   // Отправка данных в MQTT/Telegram

Применение:

• Уличное освещение

• Подсветка коридоров

• Автоматизация парковок

• Системы безопасности

Этот скетч экономит до 70% энергии по сравнению с постоянным освещением!