19. Energiebesparende verlichting#
In dit voorbeeld behandelen we verschillende manieren om energie te besparen met verlichting. Het basisidee is dat verlichting alleen nodig is als er mensen in de buurt zijn. We gebruiken twee manieren om de aanwezigheid van mensen te detecteren: (i) een schakelaar; en (ii) een bewegingsdetector.
19.1. Tijdschakelaar#
19.1.1. Schakeling#
We gebruiken een LED aangesloten op pin 0 van de microbit, bijvoorbeeld een Octopus-LED aangesloten op de GVS-pinnen van pin1 van een Octopus:bit bordje.
19.1.2. Programma#
Bekijk het onderstaande programma:
from microbit import *
import utime
ledpin = pin0
ledpin.write_digital(0) # led off
period = 3000 # 3 seconds, for demo
timer = 0
timer_running = False
while True:
if button_a.was_pressed():
ledpin.write_digital(1)
timer_running = True
timer = utime.ticks_add(utime.ticks_ms(), period)
if timer_running and utime.ticks_diff(utime.ticks_ms(), timer) > 0:
ledpin.write_digital(0)
timer_running = False
Beschrijf kort wat je denkt dat dit programma doet.
Voer het programma uit en ga na of dit klopt met je voorspelling.
Beantwoord de volgende vragen:
Wat gebeurt er als je de knop indrukt terwijl de LED niet brandt?
Wat gebeurt er als je de knop indrukt terwijl de LED brandt?
Wat is de functie van de Boolean variabele
timer_running? Wat kun je zeggen over die variabele en de toestand van de LED?Is deze variabele strikt gezien nodig?
19.2. Bewegingsdetector#
Als bewegingsdetector gebruiken we een PIR sensor (“passive infrared” sensor).
19.2.1. Werking van de sensor#
De PIR-sensor maakt gebruik van de infraroodstraling van warme lichamen, bijvoorbeeld van mensen. Op het moment dat de sensor beweging detecteert, wordt de uitgang hoog. Deze blijft hoog gedurende een bepaalde periode (de “delay”). Als beweging gedetecteerd wordt tijdens deze hoog-periode, dan gaat de delay-tijd opnieuw in.
Sommige sensoren zijn instelbaar: je kunt dan meestal de delay-periode instellen en de gevoeligdheid. Als je de gevoeligheid groter maakt, dan detecteert de sensor de beweging van zwakker stralende lichamen, of van lichamen op grotere afstand. (Je kunt alleen de gevoeligheid instellen, niet de afstand niet instellen)
De Octopus-PIR-sensor bevat een LED die brandt als de uitgang hoog is. (Dat is handig om de werking van je programma te controleren.)
19.2.2. Functie van het programma#
Als de PIR-sensor beweging detecteert, schakelt de LED aan. Deze blijft branden gedurende een bepaalde periode (bijvoorbeeld 2 minuten; in de demo, 5 seconden). Als er in die periode beweging gedetecteerd wordt, gaat een nieuwe periode in. Met andere woorden: als er voldoende beweging is, blijft de LED branden.
(Merk op dat de delay van de PIR-sensor hierbij geen rol speelt: deze wordt vervangen door de vertragingsperiode van het programma.)
19.2.3. De schakeling#
De LED is aangesloten op pin 0 van de micro:bit.
De uitgang van de PIR-sensor is aangesloten op pin 2 van de micro:bit.
19.2.4. Het programma#
Het programma detecteert het begin van de positieve puls van de PIR-sensor: dan wordt de LED ingeschakeld. Het programma detecteert ook het einde van de positieve puls van de PIR-sensor: dan wordt de timer gezet om de LED uit te schakelen. De LED wordt uitgeschakeld als de timer afloopt en het PIR-level laag is. (vraag: waarom is die laatste conditie nodig?)
Voor timers: zie Timers en timer-events (Python).
from microbit import *
import utime
ledpin = pin0
pirpin = pin2
ledpin.write_digital(0) # led off
pirlevel = 0
period = 5000 # 5 seconds, for demo
timer = 0
while True:
oldlevel = pirlevel
pirlevel = pirpin.read_digital()
if oldlevel == 0 and pirlevel == 1:
ledpin.write_digital(1)
if oldlevel == 1 and pirlevel == 0:
timer = utime.ticks_add(utime.ticks_ms(), period)
if pirlevel == 0 and utime.ticks_diff(utime.ticks_ms(), timer) > 0:
ledpin.write_digital(0)
Voer het programma uit, en controleer dat de LED blijft branden als er voldoende beweging is, ook als de PIR-sensor even uit is.
Vragen
Wat is de totale tijd tussen de laatste beweging en het moment dat de LED uit gaat?
Variatie
voeg een potmeter (analoge input) toe om de periode van de LED in te stellen.