【Follow me第二季第1期】基础任务一、二、三

aramy

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本帖最后由 aramy 于 2024-8-26 08:58 编辑

基础任务一：控制板载炫彩LED，跑马灯点亮和颜色变换

板子外边缘有一圈全彩LED灯，一共10颗。跑马灯就是依次逐个点亮LED灯，利用肉眼的视觉残留，感觉到灯光的运动。这里使用了最大的亮度，颜色使用一个随机数，让10颗LED灯依次亮起，每次亮20ms。

#include <Adafruit_CircuitPlayground.h>

void setup()
{
  CircuitPlayground.begin();
  Serial.begin(115200);
  CircuitPlayground.strip.setBrightness(255);
}

void loop()
{
  uint32_t color=random(0, 0xffffff);
  for (int i = 0; i < 10; ++i)
  {
    CircuitPlayground.strip.setPixelColor(i, color);
    CircuitPlayground.strip.show();
    delay(20);
    CircuitPlayground.strip.clear();
  }
}

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基础任务二：监测环境温度和光线，通过板载LED展示舒适程度

板子上集成了超多的传感器，其中就有温度计和光线传感器。因为没有显示屏，就需要使用LED展示温度和光线的信息。光线强弱直接和LED灯的亮度挂钩，光线越强，LED灯越亮。实测中光线传感器非常靠近0~2号LED灯的位置，这样LED灯的光线会影响到光线传感器读取环境光强数据。所以0~3号LED灯，没有去驱动，使其处于关闭状态。

环境光线强度由LED灯的亮度表现，温度就由LED灯的颜色来表现了。设定最低温度和最高温度，最低温度20摄氏度，最高40摄氏度。将这个温度区间映射到全彩色域。越靠近20度，颜色就越偏向冷色调（蓝色），越靠近40度，颜色就约偏向于暖色调（紫红），符合心理上对温度感知的映像。

#include <Adafruit_CircuitPlayground.h>
float MinTemp = 20.0, MaxTemp = 40.0, a, b, c, d;
float tempC;
uint16_t lightval;
void Getabcd()
{
  a = MinTemp + (MaxTemp - MinTemp) * 0.2121;
  b = MinTemp + (MaxTemp - MinTemp) * 0.3182;
  c = MinTemp + (MaxTemp - MinTemp) * 0.4242;
  d = MinTemp + (MaxTemp - MinTemp) * 0.8182;
}

//浮点数转颜色  伪彩色
void GetColor(float val,uint8_t rgbval[])
{
  byte red = 0, green = 0, blue = 0;
  red = constrain(255.0 / (c - b) * val - ((b * 255.0) / (c - b)), 0, 255);
  if ((val > MinTemp) & (val < a))
  {
    green = constrain(255.0 / (a - MinTemp) * val - (255.0 * MinTemp) / (a - MinTemp), 0, 255);
  }
  else if ((val >= a) & (val <= c))
  {
    green = 255;
  }
  else if (val > c)
  {
    green = constrain(255.0 / (c - d) * val - (d * 255.0) / (c - d), 0, 255);
  }
  else if ((val > d) | (val < a))
  {
    green = 0;
  }

  if (val <= b)
  {
    blue = constrain(255.0 / (a - b) * val - (255.0 * b) / (a - b), 0, 255);
  }
  else if ((val > b) & (val <= d))
  {
    blue = 0;
  }
  else if (val > d)
  {
    blue = constrain(240.0 / (MaxTemp - d) * val - (d * 240.0) / (MaxTemp - d), 0, 240);
  }
  rgbval[0]=red;
  rgbval[1]=green;
  rgbval[2]=blue;

  // return red << 16 | green << 8 | blue;
}

void setup()
{
  CircuitPlayground.begin();
  Serial.begin(115200);
  CircuitPlayground.strip.setBrightness(255);
  Getabcd();
}

void loop()
{
  uint8_t rgbval[3];
  tempC = CircuitPlayground.temperature();
  lightval= CircuitPlayground.lightSensor();
  Serial.print(tempC);
  Serial.print("    ");
  Serial.println(lightval);
  GetColor(tempC,rgbval);
  CircuitPlayground.strip.setBrightness(lightval>255?255:lightval);
  for(uint8_t i=3;i<10;i++)
    CircuitPlayground.strip.setPixelColor(i, rgbval[0], rgbval[1], rgbval[2]);
  CircuitPlayground.strip.show();
  delay(200);
  CircuitPlayground.strip.clear();
}

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基础任务三：接近检测——设定安全距离并通过板载LED展示，检测到入侵时，发起声音报警

板子上有红外发射和接收装置。看文档介绍是可以利用这两个传感器测量距离的。有做测试，但是没能成功。使用AD测量红外接收端，没有获得与距离正相关的数据。还发现长时间点亮红外LED灯，板子都快烤糊了，都出味了。遂放弃使用红外测距，改为超声波模块测距。效果也是非常不错。

距离继续使用上一个实验中的伪彩色转换方法，将距离映射到颜色。将10厘米到300厘米距离完整映射到全彩色色域。设定阈值，当距离小于20厘米时，驱动蜂鸣器报警。

#include <Adafruit_CircuitPlayground.h>
float MinTemp = 1.0, MaxTemp = 30.0, a, b, c, d;

#define Trig A0 //引脚Tring
#define Echo A1 //引脚Echo
float dm;       //距离变量 分米
float temp;     //

void Getabcd()
{
  a = MinTemp + (MaxTemp - MinTemp) * 0.2121;
  b = MinTemp + (MaxTemp - MinTemp) * 0.3182;
  c = MinTemp + (MaxTemp - MinTemp) * 0.4242;
  d = MinTemp + (MaxTemp - MinTemp) * 0.8182;
}

//浮点数转颜色  伪彩色
void GetColor(float val, uint8_t rgbval[])
{
  byte red = 0, green = 0, blue = 0;
  red = constrain(255.0 / (c - b) * val - ((b * 255.0) / (c - b)), 0, 255);
  if ((val > MinTemp) & (val < a))
  {
    green = constrain(255.0 / (a - MinTemp) * val - (255.0 * MinTemp) / (a - MinTemp), 0, 255);
  }
  else if ((val >= a) & (val <= c))
  {
    green = 255;
  }
  else if (val > c)
  {
    green = constrain(255.0 / (c - d) * val - (d * 255.0) / (c - d), 0, 255);
  }
  else if ((val > d) | (val < a))
  {
    green = 0;
  }

  if (val <= b)
  {
    blue = constrain(255.0 / (a - b) * val - (255.0 * b) / (a - b), 0, 255);
  }
  else if ((val > b) & (val <= d))
  {
    blue = 0;
  }
  else if (val > d)
  {
    blue = constrain(240.0 / (MaxTemp - d) * val - (d * 240.0) / (MaxTemp - d), 0, 240);
  }
  rgbval[0] = red;
  rgbval[1] = green;
  rgbval[2] = blue;

  // return red << 16 | green << 8 | blue;
}

void setup()
{
  CircuitPlayground.begin();
  Serial.begin(115200);
  CircuitPlayground.strip.setBrightness(255);
  Getabcd();
  pinMode(Trig, OUTPUT);
  pinMode(Echo, INPUT);
}

void loop()
{
  uint8_t rgbval[3];
  //给Trig发送一个低高低的短时间脉冲,触发测距
  digitalWrite(Trig, LOW);  //给Trig发送一个低电平
  delayMicroseconds(2);     //等待 2微妙
  digitalWrite(Trig, HIGH); //给Trig发送一个高电平
  delayMicroseconds(10);    //等待 10微妙
  digitalWrite(Trig, LOW);  //给Trig发送一个低电平

  temp = float(pulseIn(Echo, HIGH)); //存储回波等待时间,  //pulseIn函数会等待引脚变为HIGH,开始计算时间,再等待变为LOW并停止计时  //返回脉冲的长度  //声速是:340m/1s 换算成 34000cm / 1000000μs => 34 / 1000  //因为发送到接收,实际是相同距离走了2回,所以要除以2  //距离(厘米)  =  (回波时间 * (34 / 1000)) / 2  //简化后的计算公式为 (回波时间 * 17)/ 1000
  dm = (temp * 17) / 10000;          //把回波时间换算成dm

  if (dm > 0)
  {
    Serial.print("距离=");
    Serial.println(dm);
    GetColor((30.0 - dm), rgbval);
    for (uint8_t i = 0; i < 10; i++)
      CircuitPlayground.strip.setPixelColor(i, rgbval[0], rgbval[1], rgbval[2]);
    CircuitPlayground.strip.show();
    if (dm < 2)
    {                                        //距离小于20cm时，拉响警报
      CircuitPlayground.playTone(1000, 500); // 播放警报音500ms
    }
  }
  delay(500);
  CircuitPlayground.strip.clear();
}