使用MakerBuddy物联网套件制作光强测量仪

该项目可检测周围光照强度，并自动通过舵机驱动的指针在四个手工制作的场景中移动：

•夜晚

•傍晚

•下午

•阳光

无需手动编程传感器阈值和伺服电机角度，我们通过MakerBuddy规则引擎来配置所有内容。这使得该项目非常适合初学者、STEM课堂、物联网演示、电子学习以及基于传感器的自动化项目。

我们所构建的内容

在本项目中，我们制作了一个半圆形的纸板标尺，包含四种不同的光照场景。左侧代表明亮的阳光，而标尺则逐渐过渡到夜晚。一个连接至SG90伺服电机的指针会根据LDR传感器测得的光照强度自动移动。

四个输出位置如下：

•LDR < 10 夜间 20°

•LDR > 10 且 < 30 晚上 60°

•LDR > 30 且 < 60 下午 100°

•LDR > 60 阳光 145°

整个逻辑由MakerBuddy的可视化规则引擎实现，无需编写传统的Arduino代码。

所需组件

•MakerBuddy物联网套件

•LDR(光敏电阻)传感器(已焊接在MakerBuddy板上)

•SG90伺服电机(套件内已包含)

•纸板

•彩色记号笔或铅笔

•冰淇淋棒或纸板指针

•USB数据线

•笔记本电脑或计算机

•MakerBuddy规则引擎/仪表盘

•胶水或热熔胶

•剪刀或手工刀

主要部件

LDR光敏电阻

LDR，即光敏电阻，用于检测周围环境中的光照强度。

其读数会随着光照强度的变化而改变。

在本项目中，该传感器作为四个MakerBuddy规则的输入信号。

SG90舵机

SG90舵机控制着我们的亮度计的物理指针。

我们不再只是显示数字传感器读数，而是将LDR的数值转换为易于理解的物理可视化效果。

舵机的动作如下：

•夜间：20°

•傍晚：60°

•下午：100°

•阳光下：145°

项目工作原理

MakerBuddy控制器持续接收来自LDR的读数。

根据测量值，四个规则之一会被激活。

相应的规则随后会将SG90舵机移动到纸板刻度上的预设位置。

基本逻辑如下：

LDR → MakerBuddy规则引擎 → 条件检查 → 舵机角度 → 光照场景

这将一个简单的光感器读数转化为具有物理模拟效果的显示。

1：制作纸板亮度计

取一张纸板，剪成半圆形。

将量规分为四个视觉区域，分别代表不同的时间或光照条件。

你可以使用：

阳光：明亮的黄色或橙色，带有太阳图案。

下午：蓝色天空或白天色调。

傍晚：紫色、蓝色或夕阳色彩。

夜晚：灰色、深蓝色、星星和月亮。

我们使用彩色记号笔手工绘制了整个背景，使项目呈现出手工制作的STEM模型外观。

2：安装舵机

将SG90舵机安装在半圆形量规的底部中央附近。

用冰淇淋棒或轻质纸板条连接到舵机的喇叭部分。

这将成为量规指针。

确保指针能够自由旋转，范围大约为20°至145°。

3：LDR传感器

LDR默认已焊接在MakerBuddy电路板上。

该传感器会持续向MakerBuddy提供光强信息。

请避免用纸板结构遮挡它。

4：连接SG90舵机

将SG90伺服电机连接到MakerBuddy的执行器/伺服接口。

在测试前，请确保伺服电机已物理固定。

SG90将接收由MakerBuddy规则生成的角度指令。

5：创建夜间规则

在MakerBuddy规则引擎中创建第一个规则。

状况

传感器：光照强度(LDR)

操作符：小于 <

阈值：10

行动

伺服移动

角度：20°

这表示夜间位置。

当周围光照强度低于10时，指针会自动向仪表板的夜间区域移动。

6：创建傍晚规则

对于傍晚场景，我们使用MakerBuddy的范围逻辑。

状况

选择：

亮度级别 > 10

和

光照强度 < 30

行动

设置：

伺服移动 → 60°

当LDR读数在大约10到30之间时，指针将移动到“傍晚”部分。

7：创建下午规则

创建另一个范围逻辑规则。

状况

光照强度 > 30

和

光照强度 < 60

行动

设置：

伺服移动 → 100°

这表示下午的光照条件。

此处的范围逻辑功能特别有用，因为我们希望该规则仅在传感器读数保持在特定范围内时才被触发。

8：创建阳光规则

最终规则代表明亮的阳光。

状况

光照强度 > 60

行动

设置：

伺服移动 → 145°

当强光照射到LDR时，指针会向阳光方向移动。

最终规则逻辑

整个项目通过以下四个条件来运作：

测试项目

测试这个项目非常简单。

用手遮住LDR，数值应下降，指针应朝向夜晚方向移动。

让一些自然光照射到传感器，指针应朝向傍晚或下午方向移动。

然后将手电筒或强光照射到LDR上，读数应上升，指针应朝向阳光方向移动。

你可以根据房间内的光照情况调整阈值。

结论

这个MakerBuddy项目展示了如何将一个普通的LDR传感器和SG90舵机变成一个交互式的物理光感指示器。

MakerBuddy规则引擎可处理包含多个传感器范围的条件逻辑，无需学生手动编写底层控制代码。

最终成果是一个可视化的STEM项目，让学生能够立即理解传感器输入、条件逻辑与物理输出之间的关系。

本文编译自hackster.io