连呼吸机都能搭起来,还有什么树莓派做不了?

新冠疫情导致呼吸机需求激增,树莓派这种廉价的单板计算机被创造性地用于制造呼吸机,解决了芯片短缺问题。除了医疗设备,树莓派还成为远程办公和教育的工具,其开源、低价和易于实验的特性鼓励了创新和动手能力,推动了计算机科学教育的发展。

随着新冠疫情蔓延,呼吸机成为了全球极度短缺的医疗器械。

之前就有报道,戴森、特斯拉等科技公司均跨界造起呼吸机。另一家让人意想不到的科技公司,其实也参与到了这场临时救援行动中,那就是树莓派。

疫情中的树莓派

大家都知道手机、电脑里会有芯片,但我们不时会忘了,生活里其它电子设备其实也需要用计算芯片,从家用电器冰箱、洗衣机到像呼吸机这种医疗设备都需要芯片。

呼吸机厂商快速生产的障碍是芯片产能跟不上。

上个月,英特尔在成都的生产线就收到了一个紧急订单,需在四天内生产 2.5 万颗 BDW 系列处理器,就是为了供给呼吸机的制造。放在平时,这个交付周期至少得两周。在那之前,连英特尔的工程师也没意识到原来自己的 CPU 会用在呼吸机里。

树莓派创始人也没想到自己的产品也会参与到呼吸机制造中。

一直受创客拥戴的树莓派生产平价单板计算机,定价在 5~55 美元间,尺寸只有信用卡般大小,主要用于推广计算机教育。

在处理器短缺中,有人想到了用树莓派中最“低配”的 Raspberry Pi Zero 作为呼吸机的主板。

单板电脑树莓派 Zero 搭载了 Broadcom BCM2835 CPU、512MB RAM,包含一个 mini HDMI 和两个 Micro USB 接口,售价只需 5 美元(约 36 元人民币)。

即便如此,这个配置显然已经足够用于

<think>好的,用户现在问能不能做一个光控红外呼吸小夜灯。首先,我需要回顾之前的对话。用户之前询问的是用米思齐开发UNO的入门例子,我给出了呼吸灯、按钮控制LED、温湿度报警器、光控小夜灯和舵机控制等案例。现在他们想结合光控和红外,同时呼吸效果,这可能比之前的例子复杂一些。 首先,我得确认用户的需求。光控部分应该是指根据环境光线自动开关灯,红外可能是指用红外传感器来检测人体或障碍物,呼吸效果则是指LED的渐亮渐灭。所以用户想要的小夜灯应该是在光线暗的时候自动开启,并且当检测到有人靠近(红外触发)时,以呼吸灯的效果工作,可能还结合红外控制开关。 接下来,我需要考虑硬件需求。Arduino UNO是肯定的,光敏电阻用于光控,红外传感器比如HC-SR501人体红外模块,LED需要支持PWM调光,可能还需要电阻、杜邦线等。软件方面继续使用米思齐,可能需要用到模拟输入、PWM输出、红外传感器的数字输入等模块。 然后要设计硬件连接。光敏电阻接模拟引脚比如A0,红外传感器数字引脚比如D2,LED接支持PWM的引脚比如D9。要注意红外传感器的触发方式,是高电平还是低电平,以及是否需要上拉或下拉电阻。另外,呼吸灯需要PWM,所以必须确认使用的引脚支持PWM功能。 接下来是编程逻辑。需要同时检测光敏电阻和红外传感器的信号。当环境光暗(光敏值低于阈值)且红外检测到有人时,启动呼吸灯效果;否则关闭LED。呼吸效果可以用循环增加和减少PWM值来实现,可能需要使用变量存储当前亮度,并在循环中逐步改变。 需要注意的问题包括:红外传感器的稳定性,可能会有误触发,需要调整灵敏度或添加延时;光敏电阻的阈值可能需要根据实际环境调整;呼吸灯的平滑过渡需要适当的延迟时间;同时处理两个传感器的输入,确保程序不会阻塞。 然后,我应该给出具体的步骤,包括硬件连接示意图、米思齐的模块配置,比如循环执行中读取两个传感器的值,条件判断是否同时满足,然后执行呼吸效果。呼吸效果可以通过数学模块将变量从0到255递增,再递减,每次改变后输出到LED引脚,并添加适当的延迟。 可能用户没有提到的点,比如是否需要红外遥控控制呼吸灯,而不仅仅是人体检测,但根据上下文,用户可能指的是人体红外感应。需要确认红外是作为触发信号,但之前的例子中没有涉及红外,可能需要补充说明红外传感器的使用。 最后,总结这个项目的可行性,肯定可以制作,并给出扩展建议,比如添加更多传感器或无线控制,帮助用户进一步探索。同时提醒注意事项,如引脚的正确连接和传感器的校准。</think>当然可以!结合 **光控**、**红外感应** 和 **呼吸灯效果**,可以制作一个智能小夜灯: **环境黑暗时自动开启**,**检测到人体活动后触发呼吸灯**,**无人时自动关闭**。以下是详细方案: --- ### **1. 硬件准备** - **核心设备**:Arduino UNO - **传感器**: - **光敏电阻**(检测环境亮度,接模拟引脚 A0) - **红外热释电传感器(HC-SR501)**(检测人体活动,接数字引脚 D2) - **执行器**: - **LED 灯**(支持 PWM 调光,接数字引脚 D9) - 220Ω 电阻(限流保护 LED) - **其他**:杜邦线、面包板。 --- ### **2. 硬件连接** 1. **光敏电阻**: - 一端接 **A0**,另一端接 **5V**。 - 并联一个 10kΩ 电阻到 GND(分压电路)。 2. **红外传感器(HC-SR501)**: - **VCC** → 5V,**GND** → GND,**OUT** → D2。 3. **LED**: - 正极(长脚)接 **D9**,负极接 **GND**(中间串联 220Ω 电阻)。 --- ### **3. Mixly 编程逻辑** #### **核心功能** 1. **环境光检测**:读取 A0 的模拟值,低于阈值(如 500)表示环境黑暗。 2. **红外触发**:检测 D2 是否为高电平(有人活动)。 3. **呼吸灯效果**:当同时满足 **黑暗 + 有人** 时,LED 以 PWM 渐变亮度;否则关闭 LED。 --- #### **代码实现(Mixly 模块拼接)** ```blocks 1. 创建变量 `brightness` 和 `fadeAmount`,初始值分别为 0 和 5。 2. 主循环: - 读取 A0 的光敏值 → 存入变量 `lightValue`。 - 读取 D2 的红外信号 → 存入变量 `motion`。 - 如果 `lightValue < 500` 且 `motion == HIGH`: * 模拟输出 D9 的值为 `brightness`。 * 更新亮度:`brightness = brightness + fadeAmount`。 * 如果 `brightness <= 0` 或 `brightness >= 255`,反转 `fadeAmount`(如 `fadeAmount = -fadeAmount`)。 * 延迟 30ms(控制呼吸速度)。 - 否则: * 关闭 LED(模拟输出 D9 为 0)。 * 重置 `brightness = 0`。 ``` --- ### **4. 效果演示** - **环境明亮**:无论是否有人,LED 始终关闭。 - **环境黑暗 + 无人**:LED 关闭。 - **环境黑暗 + 有人活动**:LED 从暗到亮渐变(呼吸效果),持续触发时保持呼吸循环。 --- ### **5. 优化与扩展** 1. **灵敏度调整**: - 调节 HC-SR501 的旋钮(检测距离和延时)。 - 修改光敏阈值(例如 `lightValue < 300` 更敏感)。 2. **添加延时关闭**:人体离开后,呼吸灯持续 10 秒再关闭。 3. **多级亮度**:根据环境光强度动态调整呼吸灯最大亮度(例如 `lightValue` 越小,亮度越高)。 --- ### **6. 注意事项** - **红外传感器校准**:HC-SR501 需要预热约 1 分钟,避免误触发。 - **PWM 引脚**:确保 LED 接在支持 PWM 的引脚(如 D3、D5、D6、D9、D10、D11)。 - **抗干扰**:避免强光直射光敏电阻,红外传感器远离热源。 --- ### **7. 扩展玩法** - 添加 **蜂鸣器**:检测到人体时发出提示音。 - 结合 **超声波传感器**:根据人体距离调整呼吸灯速度。 - **无线控制**:通过蓝牙模块(如 HC-05)用手机调节灯光模式。 这个项目综合了传感器融合和 PWM 控制,非常适合初学者理解物联网设备的交互逻辑!
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