坐姿矫正器及智能台灯系统：基于Arduino Uno的DIY项目

在现代办公和学习环境中，正确的坐姿对于保护视力和预防颈椎、腰椎疾病至关重要。然而，长时间的工作和学习往往让人不自觉地忽略坐姿，导致各种健康问题。为了帮助用户保持正确的坐姿，同时提供智能的照明解决方案，我设计了一个基于Arduino Uno的坐姿矫正器及智能台灯系统。这个系统不仅能够监测用户的坐姿，还能根据环境光线自动调节台灯的亮度，确保用户在舒适的光线下工作或学习。

2301_78925693

2080人浏览 · 2025-01-17 18:45:52

2301_78925693 · 2025-01-17 18:45:52 发布

硬件组件

Arduino Uno：作为项目的控制核心，负责协调各个元件的工作。
HC-SR04超声波传感器：用于测量用户与台灯的距离，检测坐姿是否正确。
光敏模块：检测环境光线强度，自动控制白色LED的亮灭，提供补光功能。
白色LED：在环境光线较暗时自动点亮，提供补光。
红色LED：当用户坐姿不正确时亮起，提醒用户调整坐姿。
DHT11温湿度传感器：监测环境的温度和湿度，确保舒适的工作环境。
0.96英寸OLED显示屏（I2C接口）：显示温湿度、距离、光线强度和当前时间等信息。
DS3231实时时钟模块：提供准确的时间信息，确保系统的时间显示准确。

硬件连接

1. HC-SR04超声波传感器

VCC 连接到 Arduino Uno 的 5V 引脚
Trig 连接到 Arduino Uno 的数字引脚 11
Echo 连接到 Arduino Uno 的数字引脚 12
GND 连接到 Arduino Uno 的 GND 引脚

2. 光敏模块

VCC 连接到 Arduino Uno 的 5V 引脚
AO 连接到 Arduino Uno 的模拟引脚 A1
GND 连接到 Arduino Uno 的 GND 引脚

3. 白色LED

正极连接到 Arduino Uno 的数字引脚 5
负极通过一个220欧姆的电阻连接到 Arduino Uno 的 GND 引脚

4. 红色LED

正极连接到 Arduino Uno 的数字引脚 9
负极通过一个220欧姆的电阻连接到 Arduino Uno 的 GND 引脚

5. DHT11温湿度传感器

VCC 连接到 Arduino Uno 的 5V 引脚
DATA 连接到 Arduino Uno 的数字引脚 2
GND 连接到 Arduino Uno 的 GND 引脚

6. 0.96英寸OLED显示屏（I2C接口）

VCC 连接到 Arduino Uno 的 5V 引脚
GND 连接到 Arduino Uno 的 GND 引脚
SDA 连接到 Arduino Uno 的 A4 引脚
SCL 连接到 Arduino Uno 的 A5 引脚

7. DS3231实时时钟模块（I2C接口）

VCC 连接到 Arduino Uno 的 5V 引脚
GND 连接到 Arduino Uno 的 GND 引脚
SDA 连接到 Arduino Uno 的 A4 引脚

SCL 连接到 Arduino Uno 的 A5 引脚

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <DHT.h>
#include <NewPing.h>
#include <RTClib.h>

#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED显示屏幕的宽度，以像素为单位
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED显示屏幕的高度，以像素为单位
#define OLED_RESET     -1 // 重置引脚，如果不使用可以设置为 -1

#define DHTPIN 2     // DHT11的数据引脚连接到数字引脚2
#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11

#define TRIG_PIN 11
#define ECHO_PIN 12
#define MAX_DISTANCE 200
NewPing sonar(TRIG_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE);

#define WHITE_LED_PIN 5
#define RED_LED_PIN 9

#define LIGHT_SENSOR_PIN A1

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
RTC_DS3231 rtc;

void setup() {
  pinMode(WHITE_LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(RED_LED_PIN, OUTPUT);

  dht.begin();
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) { // 这里的0x3C是OLED的I2C地址，根据实际情况调整
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
    for(;;); // 进入无限循环，无法初始化显示屏
  }
  display.display(); // 显示启动画面
  delay(2000); // 等待2秒
  display.clearDisplay(); // 清除画面

  if (!rtc.begin()) {
    Serial.println("Couldn't find RTC");
    while (1);
  }

  if (rtc.lostPower()) {
    Serial.println("RTC lost power, let's set the time!");
    rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__))); // 使用编译日期和时间
  }
}

void loop() {
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();
  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!"));
    return;
  }

  int distance = sonar.ping_cm();
  int lightValue = analogRead(LIGHT_SENSOR_PIN);
  DateTime now = rtc.now();

  display.clearDisplay(); // 清除画面
  display.setTextSize(1); // 设置文本大小
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE); // 设置文本颜色
  display.setCursor(0,10); // 设置文本开始的坐标
  display.cp437(true); // 使用扩展字符集
  display.println(F("Sit Corrector & Smart Lamp")); // 显示标题
  display.print(F("Temp: "));
  display.print(t);
  display.print(F("*C        Humidity: "));
  display.print(h);
  display.println(F("%"));
  display.print(F("Distance: "));
  display.print(distance);
  display.println(F("cm"));
  display.print(F("Light: "));
  display.print(lightValue);
  display.println(F(" "));
  display.print(F("Time: "));
  display.print(now.hour(), DEC);
  display.print(':');
  display.print(now.minute(), DEC);
  display.print(':');
  display.print(now.second(), DEC);
  display.println(F(" "));
  display.display(); // 将以上内容显示出来

  // 控制白色LED
  if (lightValue < 500) { // 光线暗时点亮白色LED
    digitalWrite(WHITE_LED_PIN, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(WHITE_LED_PIN, LOW);
  }

  // 控制红色LED
  if (distance < 30) { // 用户距离台灯过近时点亮红色LED
    digitalWrite(RED_LED_PIN, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(RED_LED_PIN, LOW);
  }

  delay(1000); // 每秒更新一次
}