作者：Michael Parks贸泽电子
在之前的园艺项目中，我们研究了温度、环境湿度、自身湿度、pH值和CO2含量对植物生长的影响。在本文中，我们将研究植物光合作用的另一个关键因素—光照。本项目将允许园艺工作人员监测和远程控制人工光照。控制环境园艺（CE）是借助数字技术来控制植物生长的一种奇妙方式，它正在成为一种越来越重要的机制，协助稳定地球粮食供应链。与室内垂直农场一样，有时我们的园艺项目无法保证光照度，这时使用人工智能照明就非常重要。
本项目将利用Medium One端到端物联网云平台，允许终端用户监控、自动化和远程控制园艺设施中的人工照明，无论是温室、垂直农场还是其他需要此类功能的环境，都适用。
准备材料
本项目将使用支持快速原型设计的Microchip Xplained开发板系列，以及SAM W25 Xplained Pro评估套件。Xplained开发板搭载基于Arm®Cortex®-M0+的ATSAMD21G18A微控制器。其他关键组件包括：
1、Sparkfun TEMT6000环境光传感器
2、开关电源（额定值为75.6W、2.1A @ 36V）
3、Microchip MIC3202 HB LED驱动器
4、LED灯条
物料清单
物料清单（BOM）如下所示。您也可以访问mouser.com订购所需的零件。截至本文撰写时，以下物料清单的价格约为125美元（USD），其中不含LED灯条。若把LED灯条计算在内，成本也就是400美元多一点。表1列出了物料清单中的物料。
工具和其他资源
以下是完成本项目所需的推荐工具列表：
-
运行Arduino IDE或Atmel Studio 7.0的Windows计算机
-
Wi-Fi网络（802.11/b/g/n/ac）
-
剥线钳
-
数字万用表
-
尖嘴钳
-
18AWG或16AWG、300V（最小值）、双线电缆（用于室外照明）
-
Wieland RST 16i2/3母接头
概览
本项目中使用的传感器和控制器板通过两种方式与Xplained微控制器板进行通信—一种是以数字方式利用脉宽调制信号，另一种是利用微控制器的模数转换器（ADC）所读取的0V-5V模拟信号。
1、MIC3202 HB LED驱动器：MIC3202有两个在逻辑电平电压下工作的控制引脚。第一个是EN（或ENABLE）引脚。此引脚控制输出（-LED和+LED）的开关。如果将EN引脚置高，则功率被输送到LED电源线。相反，如果将EN引脚接地，到LED的输出电压将被切断，从而关闭所有连接到输出的LED。
第二个引脚是DIM引脚，负责控制LED的亮度。DIM引脚寻找脉宽调制（PWM）信号来作为LED亮度的控制信号。改变PWM信号的占空比将导致亮度变化—100%占空比可实现最大亮度，0%将关闭LED。
2、TEMT6000环境光传感器：该传感器的作用类似于一个NPN晶体管，其基极引出端由光照控制。它被配置在共集电极放大电路拓扑中，使输入端的任何细微变化，都能让连接到微控制器模数转换器（ADC）引脚的CE系统输出放大的信号。光线亮度越高，微控制器ADC输入引脚上的电流就越大，电压也越高。
组装电子设备
本项目必须牢记的一点是我们要使用交流电源，安全高于一切。触电和火灾都是潜在的危险，所以要注意硬件和电线插头。要确保电线绝缘，并准备好灭火器。最后，在将电线插入墙上的交流插座之前，检查所有连接线两次。另外还要注意，我是在美国，这里的电压是120VAC，频率为60Hz，您的设备需要根据您所在地区的电气规格进行调整。
本项目的组装步骤如下：
LRS 75-36开关电源
1、使用一端带有NEMA 15-5P插头的电缆，露出电缆另一端的火线、零线和地线。
2、用万用表确认插座孔与地线、火线和零线的对应关系。不同电缆的这几根线颜色不一样，所以不要太过依赖下面的图片。
3、将电缆的火线插入电源上标有“L”的插孔。
4、将电缆的零线插入电源上标有“N”的插孔。
5、将电缆的地线插入电源上标有“G”的插孔。
6、取一英尺长的16AWG双线室外照明电缆，并剥去两端。
7、选择电缆的一端，将白线插入电源的V+插孔。
8、将黑线插入电源的V-插孔。
MIC3202 HB LED驱动板
1、使用前面的16AWG双线室外照明电缆的另一端，将白线焊接到VIN双转塔焊接端子上。
2、将黑线焊接到GND双转塔焊接端子上。
3、取一根6英尺长的16AWG双线室外照明电缆，并剥去两端。
4、选择电缆的一端，将白线焊接到LED+双转塔焊接端子上。
5、将黑线焊接到LED-双转塔焊接端子上。
SAM W25 Xplained Pro开发板
1、将MIC3202板上的EN引脚连接到Xplained Pro开发板上的引脚5。
2、将MIC3202板上的DIM引脚连接到Xplained Pro开发板上的引脚7。
3、将MIC3202板上的GND引脚连接到Xplained Pro开发板上的GND引脚。
TEMT6000环境光传感器
1、将3引脚公接头焊接到TEMT6000分线板。
2、将TEMT6000板上的“VCC”引脚连接到Xplained Pro开发板上的VCC引脚。
3、将TEMT6000板上的“GND”引脚连接到Xplained Pro开发板上的GND引脚。
4、将TEMT6000板上的“SIG”引脚连接到Xplained Pro开发板上的引脚3。
LED灯条
1、找到连接至MIC3202板的6英尺长16AWG双线室外照明电缆的另一端。
2、将两根裸露的电线插入Wieland RST16i2/3母接头。
3、将Wieland RST16i2/3母接头连接到LED灯条上的Wieland RST16i2/3公接头。
作者简介
专业工程师Michael Parks是贸泽电子的特约作者，同时也是Green Shoe Garage的所有者。Green Shoe Garage是一个提供定制电子设计的工作室和技术咨询机构，位于马里兰州南部。Michael Parks创办了《S.T.E.A.M. Power Podcast》播客来提升公众对科技的认知，他拥有马里兰州专业工程师资质并拥有约翰·霍普金斯大学的系统工程硕士学位。
原文链接：
https://www.mouser.cn/applications/automating-controlling-greenhouse-lighting/
该发布文章为独家原创文章，转载请注明来源。对于未经许可的复制和不符合要求的转载我们将保留依法追究法律责任的权利。
