一、实验目的
通过本实验，熟悉常见楼道灯光的自动开关方式，掌握在Arduino项目中使用麦克风（声音）传感器实现声控灯、使用人体红外感应传感器实现感应灯、使用触摸传感器实现触摸灯的方法。
二、实验要求
1、使用ESP 8266电路板、麦克风（声音）传感器（如图所示）、LED、电阻和导线搭建实验电路，并编写相应Arduino程序代码，实现通过声音控制LED亮起，一段时间后自动熄灭的效果，模拟现实生活中的声控灯。
图14-1麦克风（声音）传感器
2、将上步实验中的麦克风（声音）传感器拆除，添加1个人体红外感应传感器（如图所示），并使用导线搭建实验电路，修改程序代码，实现人（动物）进入红外感应区域时LED亮起，离开一段时间后自动熄灭的效果，模拟现实生活中的感应灯。
图14-2人体红外感应传感器
3、将上步实验中的人体红外感应传感器拆除，添加1个触摸传感器（如图所示），并使用导线搭建实验电路，修改程序代码，实现触摸传感器感应区域时LED亮起，一段时间后自动熄灭的效果，模拟现实生活中的触摸灯。
图14-3触摸传感器
三、实验过程
1、声控灯
（1）使用导线分别连接面包板的电源总线正极和负极到电路板的3V3和GND接口；放置1个麦克风（声音）传感器（注意不是高感度声音传感器，采集声音的头部区域较高感度声音传感器的小）在面包板上，分别使用导线将传感器的正极（+）和负极（GND）针脚连接到面包板电源总线正极和负极，A0针脚连接到电路板A0接口，D0针脚无需接线；在面包板上放置1个LED，正极使用导线连接到电路板D2（GPIO4）接口，负极通过1个1K电阻连接到面包板电源总线负极。电路连接如图所示。
图14-4实验电路连接图
（2）在新建的Arduino程序窗口中输入如下代码：
int soundPin = 0; //声音传感器接到A0
int ledPin = 4; //LED接到D2(GPIO4)
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
Serial.begin(115200); //用于调试时查看当前的声音值
}
void loop(){
int soundState = analogRead(soundPin); //读取声音传感器的值
Serial.println(soundState); //串口监视器输出声音传感器的值
//如果声音值大于100，亮灯，并持续5s，否则关灯
if (soundState > 100) {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(5000);
}
else{
digitalWrite(ledPin, LOW);
}
}
（3）将USB线缆插入计算机，待程序上传成功后打开串口监视器，通过在麦克风（声音）传感器附近发出声音观察串口监视器输出值（根据观察到的数值情况修改程序中的阈值并重新上传程序）及LED灯的变化。
该实验的结果是：接通电源时LED熄灭，在麦克风（声音）传感器附近发出声音后LED亮起，5秒后自动熄灭。
2、人体红外感应灯
（1）将第1步中的麦克风（声音）传感器拆除；使用1个人体红外感应传感器，分别使用公母线将传感器的正极（VCC）和负极（GND）针脚连接到面包板电源总线正极和负极，输出（OUT）针脚连接到电路板D2（GPIO4）接口；将面包板上LED的正极使用导线连接到电路板D1（GPIO5）接口，其它线路不变。电路连接如图所示。
图14-5实验电路连接图
（2）在新建的Arduino程序窗口中输入如下代码：
int sensorPin = 4; //红外传感器接到D2(GPIO4)
int ledPin = 5; //LED正极接到D1(GPIO5)
void setup(){
pinMode(ledPin,OUTPUT); //设置LED接口为输出状态
Serial.begin(115200);
}
void loop(){
int val=digitalRead(sensorPin); //定义参数存储人体红外传感器读到的状态
Serial.println(val);
if(val == 1){ //如果检测到有动物运动（在检测范围内），亮灯5秒
digitalWrite(ledPin,HIGH);
delay(5000);
}
else{
digitalWrite(ledPin,LOW);
}
}
（3）将USB线缆插入计算机，待程序上传成功后打开串口监视器，通过在人体红外感应传感器附近移动身体观察串口监视器输出值及LED灯的变化。注意该传感器在接通电源后有1分钟左右的初始化过程，这期间LED会闪烁几次，可能无法出现预期的实验结果。
该实验的结果是：接通电源时传感器自动检测是否有人（动物）在感应范围内移动，若有则LED亮起，若持续5秒没有则自动熄灭。人体红外感应传感器上有2个旋钮，1个是调节感应距离，1个是调节持续时间，若实验没有出现预想的结果，可通过旋转这2个旋钮改变传感器灵敏度。
3、触摸灯
（1）将第2步中的人体红外传感器拆除；在面包板上放置1个触摸传感器，分别使用导线将传感器的正极（VCC）和负极（GND）针脚连接到面包板电源总线正极和负极，信号（SIG）针脚连接到电路板D2（GPIO4）接口，其它线路不变。电路连接如图所示。
图14-6实验电路连接图
（2）在新建的Arduino程序窗口中输入如下代码：
int switchPin = 4;//触摸传感器接到D2(GPIO4)
int ledPin = 5;
void setup(){
pinMode(ledPin,OUTPUT);
Serial.begin(115200);
}
void loop(){
int val=digitalRead(switchPin); //定义参数存储触摸传感器读到的状态
Serial.println(val);
if(val == 1){ //如果检测到触摸，亮灯5秒
digitalWrite(ledPin,HIGH);
delay(5000);
}
else{
digitalWrite(ledPin,LOW);
}
}
（3）将USB线缆插入计算机，待程序上传成功后打开串口监视器，通过在触摸传感器感应区域观察串口监视器输出值及LED灯的变化。
该实验的结果是：接通电源时LED熄灭，触摸传感器感应区域后LED亮起，5秒后自动熄灭。