通过LDR传感器根据周围的光强度自动改变LED强度

描述

一、简介：

该项目是通过 LDR 传感器根据周围的光强度自动改变 LED 的强度。这是通过 python 代码完成的。LDR 的读数映射到 LED 的强度范围，并使用脉冲宽度调制 (PWM) 生成可变输出。如果该系统用于监测光敏环境的光强度，例如某种药物储存，那么光强度的突然变化可能是有害的。使用 Z 分数分析检测到这种突然的变化，并在 Twilio 中创建了一个警报系统来发送 SMS 警报。

2.LED自动控制：

在本节中，我们研究项目的“自动”功能，即根据周围环境的亮度自动改变 LED 的强度。使用 LDR 测量周围环境的亮度。

2.1 LED 和 LDR 的电路连接

下面给出了 LED 和 LDR 与螺栓模块的电路连接，用于根据周围环境的亮度实现自动 LED 强度。

 

LDR 的输入来自模拟引脚 A0，LED 的输出写入数字引脚 0。LDR 端子没有极性。使用螺栓模块的 3.3V 引脚为 LDR 供电。LDR 上的电阻随着落在其上的光强度的变化而变化。由于 Bolt 模块无法读取电阻值，但它可以读取电压值，因此制作了一个分压器电路，并且 Bolt 模块的输入是 10k 电阻上的电压（因为它连接在 LDR 端子和地之间），这取决于关于 LDR 的电阻。LED 的较长端子连接到较高的电位，较短的端子连接到较低的电位。这里较短的端子接地，较长的端子通过串联的 330k 电阻连接到数字引脚 0。数字引脚 0 输出（取决于 LDR/A0 引脚输入）充当 LED 的电源并因此确定。它的强度。

2.2连接螺栓到云：

首先，我们必须将螺栓连接到云端。连接到 clocd 后，设备将在线。

 

上图将确保设备在线。

然后转到 API 部分以了解用于发送短信警报的 API 值。

 

2.3 LDR 值到 LED 值的映射

LDR 的取值范围是从 0 到 1024，而 LED 的取值范围是从 0 到 255。显然，一对一的映射是不可能的，但可以进行大约 4:1 的映射。执行如下：input_to_LED = 255 - (output_from_LDR / 4) LDR 的输出从 255（LED 的最大强度）中减去，因为映射必须反向进行，即周围环境中的亮度越高，LED 的亮度越低.

2.4光强突变检测（Z-评分分析）

Z分数分析用于异常检测。此处的异常是指变量的值（周围环境的光强度）超出某个值范围。值的范围称为界限（上限和下限）。这些界限是使用输入值、帧大小和乘法因子计算的。帧大小是 Z 分数分析所需的最小输入值数量，乘法因子确定边界与输入值曲线的接近程度。

 

上面给出的是计算边界的公式。这里输入表示为“Vi”，“r”表示帧大小，“C”是乘法因子。首先，我们计算输入值的平均值（Mn）（对于每个新输入，再次计算平均值）。每个输入值的变化（来自平均值）为 (Vi - Mn)^2。Z 分数 (Zn) 的计算如上所示（每个输入值的变化平均值的平方根乘以乘法因子）。界限表示为“Tn”，上限计算为 (Vi + Zn)，下限计算为 (Vi - Zn)。

帧大小和倍增因子是使用试错法确定的。

2.5创建 Twilio帐户：

转到 twilio 网站并使用您用于创建云的邮件 ID 创建一个帐户。

在 twilio 中创建试用版后，请确保您已提供必要的详细信息并输入您喜欢的手机号码以接收警报短信。

 

完成上述所有步骤后，将出现上述页面。

记下 SID 号和 AUTH TOKEN 以便写入 python 代码。

来自Twilio 的警报短信：