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人体感应灯

重要提示：关于开发板的兼容性

本教程的核心逻辑适用于所有 ESP32 开发板，但所有操作步骤均以 微雪 ESP32-S3-Zero 迷你开发板 为例进行讲解。如果您使用其他型号的开发板，请根据实际情况修改相应设置。

项目介绍​

本项目通过 PIR（被动红外）传感器检测人体存在，自动控制 WS2812 LED 灯带的开关，实现智能感应照明功能。当传感器检测到人体活动时，灯带自动点亮；当持续一段时间未检测到活动后，灯带自动熄灭。

硬件连接​

需要使用的器件有：

  • PIR 运动传感器 * 1
  • WS2812 灯条 * 1
  • 面包板 * 1
  • 导线
  • ESP32 开发板

按照下面接线图连接电路：

ESP32-S3-Zero 引脚图

ESP32-S3-Zero-Pinout

接线图
硬件连接注意事项
  • 电源连接：PIR 传感器和 WS2812 灯带都需要连接到 5V 电源。
  • 跳线帽设置：PIR 模块的跳线帽需要设置为 H 模式（高电平触发模式）。
  • 调试建议：为方便初次调试，建议先将 PIR 模块的检测距离调节到最低，避免误触发，待功能验证正常后再根据实际需求调整。

代码实现​

提示

此代码示例依赖 “FastLED” 库。请在 Arduino IDE 的库管理器中搜索并安装 “FastLED” 库。

安装方法请参考：Arduino 库管理教程。

/*
  人体感应灯
  
  当 PIR 传感器检测到人体运动时，点亮 WS2812 LED 灯带。
  如果在设定时间内没有再次检测到运动，灯光将自动熄灭。

  电路连接：
  * PIR 传感器信号脚 -> 引脚 7
  * WS2812 LED 数据脚 -> 引脚 8
  
  Wulu (Waveshare Team)
*/

#include <FastLED.h>

// --- 配置参数 ---
const int pirPin = 7;             // PIR 传感器连接的引脚
const int ledPin = 8;             // LED 灯带连接的引脚
const int numLeds = 8;            // 灯珠的数量
const unsigned long lightDuration = 5000; // 亮灯持续时间 (毫秒)

// 定义 LED 数组
CRGB leds[numLeds];

// --- 状态变量 ---
boolean isLightOn = false;        // 记录当前灯是否亮着
unsigned long lastMotionTime = 0; // 记录最后一次检测到运动的时间

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  // 设置 PIR 引脚为下拉输入模式 (未触发时保持低电平)
  pinMode(pirPin, INPUT_PULLDOWN);

  // 初始化 LED 灯带
  FastLED.addLeds<WS2812, ledPin, GRB>(leds, numLeds);
  FastLED.setBrightness(50);
  FastLED.clear();
  FastLED.show();

  Serial.println("系统已启动...");
  turnLightOff(); // 确保启动时灯是灭的
}

void loop() {
  unsigned long currentTime = millis();
  int motionState = digitalRead(pirPin);

  // 1. 如果检测到运动，重置计时器
  if (motionState == HIGH) {
    lastMotionTime = currentTime;
    
    // 如果灯没亮，把它打开
    if (!isLightOn) {
      Serial.println("检测到运动 -> 开灯");
      turnLightOn();
      isLightOn = true;
    }
  }
  // 2. 如果没有运动，检查是否超时
  else {
    if (isLightOn) {
      unsigned long duration = currentTime - lastMotionTime;

      // 如果当前时间减去最后运动时间超过了设定时长
      if (duration > lightDuration) {
        Serial.println("超时无人 -> 关灯");
        turnLightOff();
        isLightOn = false;
        delay(1000); //稍微延时，防止临界状态闪烁
      }
    }
  }

  delay(100); // 简单的循环延时
}

// 开灯函数
void turnLightOn() {
  fill_solid(leds, numLeds, CRGB::Purple);
  FastLED.show();
}

// 关灯函数
void turnLightOff() {
  fill_solid(leds, numLeds, CRGB::Black);
  FastLED.show();
}

代码解释​

  • 引入库：引入 FastLED.h 库，这是一个功能强大且易于使用的 LED 控制库。

    提示

    此代码示例依赖 “FastLED” 库。请在 Arduino IDE 的库管理器中搜索并安装 “FastLED” 库。

    安装方法请参考：Arduino 库管理教程。

  • 配置参数与全局变量：

    • 使用 const 关键字定义常量，包括引脚号、LED 数量和持续时间。
    • 创建 CRGB 数组 leds，用于存储每个 LED 的颜色数据。
    • 定义全局变量 isLightOn 和 lastMotionTime 用于状态管理。
    const int pirPin = 7;
    const int ledPin = 8;
    const int numLeds = 8;
    const unsigned long lightDuration = 5000;

    CRGB leds[numLeds];

  • 初始化 (setup)：

    • 初始化串口和 PIR 引脚。
    • 使用 FastLED.addLeds 初始化灯带配置。这里指定了 LED 类型 (WS2812)、引脚 (ledPin) 和色彩顺序 (GRB)。
    • FastLED.setBrightness(50) 设置全局亮度，避免太刺眼或电流过大。
    void setup() {
      // ...
      FastLED.addLeds<WS2812, ledPin, GRB>(leds, numLeds);
      FastLED.setBrightness(50);
      // ...
    }

  • 功能函数 (turnLightOn / turnLightOff)：

    • 将开灯和关灯的逻辑拆分为两个独立的函数，避免使用布尔参数，使代码意图更清晰。
    • 使用 fill_solid 函数快速填充整个灯带的颜色。
    • CRGB::Purple 是库中预定义的紫色，也可以使用 CRGB(128, 0, 128) 自定义。
    • FastLED.show() 发送数据更新灯带显示。
    void turnLightOn() {
      fill_solid(leds, numLeds, CRGB::Purple);
      FastLED.show();
    }

  • 主循环 (loop)：

    • 逻辑与之前相同：检测 PIR 状态，有人则开灯并刷新时间，无人且超时则关灯。
    • 使用 millis() 进行非阻塞的时间计算。

参考链接​

最后由 Wulu 于 更新