树莓派LED亮度计算

Question

我目前正在做智能光，通过使用Grove光传感器来检索感应值(光强度)来控制Grove LED插座套件的亮度，我没有使用GPIO。我遵循了seeed wiki http://wiki.seeedstudio.com/Grove-Light_Sensor/的代码，并修改了一些代码，但当周围的光线强度很高时，我仍然无法将发光二极管的亮度更改为暗淡，我只是继续获得明亮的发光二极管。我正在尝试让LED的亮度在周围光线强度较低的情况下变得更亮。这是我的代码。

import time
from grovepi import *
import datetime
from guizero import App, Text, PushButton, Box

# Connect the Grove Light Sensor to analog port A0
light_sensor = 0

# Connect the LED to digital port D3
led = 3

# Connect the Grove PIR Motion Sensor to digital port D8
pir_sensor = 8

# Turn on LED once sensor exceeds threshold resistance (light sensor gets covered will turn on the LED)
threshold = 20

pinMode(pir_sensor,"INPUT")
pinMode(light_sensor,"INPUT")
pinMode(led,"OUTPUT")

# Title and format
app = App(title="Smart Light")
Titletext = Text(app, text="Smart Light Controller", size=40,
             font="Times New Roman", color="lightblue")

# define actions
def action1():
    Statustext.value = "Light Turn On"
    digitalWrite(led,1)     
    print ("Light ON!")

def action2():
    Statustext.value = "Light Turn Off"
    digitalWrite(led,0)
    print ("Light OFF!")

def action3():
   while True:
        Statustext.value = "Light Auto"

        # Get sensor value = light intensity
        sensor_value = analogRead(light_sensor)
        g = str(sensor_value)

        a = analogRead(light_sensor)
        max_pwn = 100
        max_analog_read = 1023

        pwn_desired = (float)(a * max_pwn) / max_analog_read

    # Calculate resistance of sensor in K
        resistance = (float)(1023 - sensor_value) * 10 / sensor_value

    # Sense motion, usually human, within the target range
        if digitalRead(pir_sensor) and resistance > threshold:
            print ('Motion Detected')
            print ('Light On')

        # Send HIGH to switch on LED
            digitalWrite(led,1)

            analogWrite(led, pwn_desired)    
            time.sleep(3)

        else :
        # Send LOW to switch off LED
        # NO motion but intensity low = off
        # Motion detected but intensity high = off
            digitalWrite(led,0)
            print ('No Motion')
            print ('Light Off')

            print("sensor_value = %d resistance = %.2f" %(sensor_value,  resistance))
            time.sleep(2)

def line():
Text(app, "----------------------------------")

# Buttons' format
buttons_box = Box(app, layout="grid")
Onbutton = PushButton(buttons_box, action1, text="On",
                  width=20, height=10,grid=[0,0] )

Offbutton = PushButton(buttons_box, action2, text="Off",
                   width=20, height=10,grid=[1,0])

Autobutton = PushButton(buttons_box, action3, text="Auto",
                   width=20, height=10,grid=[2,0])

# Status title
Status = Text(app, text="Light Status", size = 30)
line()

# The status text will change when the each light button is clicked
Statustext = Text(app, text="Idle", color="red", size = 20)
line()

#all code must before app.display
app.display()

Answer 1

脉宽调制...脉宽调制。

换句话说，在GPIO ( LED)上应用占空比。

更亮的光？使用较高的占空比。例如，当传感器值指示需要更多来自LED的光时？

暗淡的光线？使用较低的占空比。例如，当传感器的值表明需要较少的光从LED？

将模数转换analogRead输入到计算中，以求出占空比。

您的等式需要反映最小analogRead是最小占空比，而最大analogRead是最大占空比。

假设您的最大analogRead是1023。

伪代码：

a = analogRead
max_pwm = 100
max_analog_read = 1023

pwm_desired = (a * max_pwm) / max_analog_read

如果使用情况是较低的模拟传感器读数需要较高的pwm，则计算补码：

// ...

pwm_desired = (a * max_pwm) / max_analog_read
inverted_pwm_desired = max_pwm - pwm_desired

在任何一种情况下，我相信在您计算它之后，您可以将GPIO配置为输出PWM引脚。从你的问题来看，这似乎就是我们所需要的。

https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/298/can-i-use-the-gpio-for-pulse-width-modulation-pwm

基于注释进行编辑：

它可以通过多种方式实现。让我们选择一个简单的。

另一种看待它的方式是：

想象一个方波。它是高的或低的。它的高持续时间是一个活跃的高占空比。一个完整的周期是从上升沿到下一个上升沿。一部分时间是“高”的，另一部分时间是“低”的。我们需要模仿这一点。

在您的循环中，您需要模拟一个“值”，该值在一段时间内与传感器值成正比。

当“值”高的时候，你打开LED，当它低的时候，你把它关掉。

过渡需要迅速(上升边缘的开始--周期的开始是快速的)。在几毫秒的数量级上--这取决于您的硬件以及在LED封装中扩散了多少光，等等。“视情况而定”。

不管怎样，

通过使LED脉冲接通计算的时间长度来模拟LED亮度。LED是一个数字组件，至少从这个角度来看是这样。一旦它的偏置超过了“二极管下降”，它就会饱和--开。如果LED偏置超过0.6V衰减，则它将亮起。这就是你的低电平LED驱动器代码实际上要做的--断言GIO (3.3V左右)，并串联一些电阻(10k欧姆左右)，这样通过GIO的电流就不会太大。如果电压偏置改变，LED不会改变亮度。这不是白炽灯，也不是模拟灯泡。

实验。

假设我们不知道你的循环迭代的频率是多少。我们可以选择接近的指标和转换。在尝试了一组指标和转换因子后，您可以更改它们以获得正确的PWM效果。

让我们开始吧：

捕获模拟传感器读数。将其标准化为一个百分比(0到100%)，如前面所示。这个值就是我们的占空比。

然后，打开LED。然后等待，在循环中旋转等待一段与占空比成比例的时间。等待结束后(简单地模拟延迟计数器)，然后关闭LED。然后等待占空比的补足。重复一遍。

在伪代码中：

while (true)
{
   pwm = computePercentageBasedOnAnalogSignal(analog_signal)

   turn_on_led();
   on_counter = MAX_LOOP * pwm
   off_counter = MAX_LOOP - on_counter

   // scale on/off counter values appropriately if you have a sleep()

   // replace with a sleep(on_counter) function if you have it
   while(on_counter) {
      on_counter--
   }

   // now turn it off.
   turn_off_led()

   // same comment re: sleep.  remember to scale the value as necessary
   while (off_counter) {
      off_counter--
   }

   // The LED is either on or off for a MAX_LOOP total time.
   // If the LED was on 90% of the MAX_LOOP and off 10% of MAX_LOOP
   // AND the LOOP iterates rapidly enough it will appear to be brighter
   // than if the pwm were swtiched.   The loop needs to iterate rapidly 
   // for best effect!

}