北美盛夏已至，如何保持涼爽至關重要。如果你跟我一樣，依賴風扇來避免汗流浹背，那麼你可能常常忘記開風扇，或是希望它能在你走進房間的那一刻自動啟動。幸運的是，透過一些電子技術改造，你無需撥動開關就能讓風扇葉片嗡嗡作響。
這個項目也相當簡單：只需將 Arduino Uno 連接到運動感測器和名為繼電器的電子開關，然後插上風扇，就大功告成了。如果這聽起來很複雜，別擔心，我們會一步步指導你。一旦你掌握了要領，就可以將這個概念應用到照明或其他任何需要插電的電器上。
當然，市面上也有商業智慧家庭產品可供選擇，但如果您想要完全掌控自己的系統，並在此基礎上擴展，那麼這是實現基本家庭自動化的絕佳方式。
你需要準備：
- Arduino Uno
- Arduino Uno 電源
- 物聯網電源繼電器
- 被動紅外線（PIR）感測器
- 預先接線的公對公和公對母麵包板跳線（長度根據您的設定而定）
- 便攜式風扇
- 一字螺絲起子
- USB Type-A 轉 USB Type-B 連接線
- 外殼（可選）
連接電子元件
- 將公對母跳線插入運動感應器接腳。中間的跳線是訊號線，連接到 Arduino 的2 號腳位。側面的連接器接腳分別連接到 Arduino 的接地 ( GND ) 和5V插座。這些引腳通常與感測器白色圓頂透鏡後面的標籤相對應。
- 將一條公對公連接器插入 Arduino 的第二個 GND 接腳。這條導線將連接到電源繼電器連接器的負極端口（標有“-”符號）。若要安裝導線，請拔出電源繼電器側面的小型綠色連接器。拔出後，即可看到用來固定導線的螺絲。
- 將另一個公對公連接器插入 Arduino 的 3 號接腳。這條導線將連接到電源繼電器連接器上的正極端口（標有“+”符號）。
- 給 Arduino 供電。為此，請將 Arduino 電源轉接器插入電源繼電器上的常開插座，然後將電源線另一端的圓筒形插頭連接到 Arduino 的電源輸入端。
設定 Arduino 程式
目前，你的Arduino已經能夠感知運動並做出反應，但它還沒有程式告訴它該做什麼。讓我們來解決這個問題。
- 從Arduino 的軟體頁面下載適合您電腦的程式。
- 運行程式並按照螢幕提示操作。這將授予程式修改系統的權限。
- 從我的GitHub頁面下載這段程式碼。
- 使用 Ctrl+O 將程式碼載入到Arduino IDE中。
- 使用 USB 連接線將 Arduino 連接到電腦。
- 使用“工具”>“開發板”>“Arduino/Genuino Uno”選擇您正在使用的 Arduino 類型。
- 使用“工具”>“連接埠”選擇您的開發板名稱所在的連接埠。
- 使用 Ctrl+U 將程式碼載入到您的開發板上。
工作原理：程式碼的前幾行定義了程式變數和資料儲存位置。你會看到PIRPin被定義為“2”， OutPin被定義為“3”——它們分別對應於你將 PIR 感測器和電源繼電器插入 Arduino 的位置。
void setup()函數將PIRPin定義為輸入，將OutPin定義為－如你所料－連接到繼電器開關的輸出線。雖然這顯而易見，但電腦需要被明確告知該做什麼。或許「智慧型裝置」這個詞有點名不副實，因為它們仍然需要人類智慧的人員來設定一切。
然而，真正的工作發生在`void loop()`部分，因為 Arduino 會重複循環執行這段程式碼。首先，它透過`PIRState=digitalRead(PIRpin)`讀取運動感測器的狀態，看看是否偵測到任何運動。然後，它使用`currentTime=millis()`記錄自 Arduino 程式啟動以來經過的毫秒數。
- （可選）更改 delayValue 值。這段程式碼決定了感測器偵測到移動後風扇持續運轉的時間。在我的程式碼中，它被設定為600000 （600,000 毫秒，即 10 分鐘）。調整這個數值可以讓你依照自己的喜好修改風扇的運作方式。如果你只想讓它運作 5 分鐘，可以將數值改為300000。只要能打開風扇，一切都有可能。
工作原理：當感測器被觸發時，Arduino 會將該時刻記錄為第 23 行的triggerTime ，並根據第 26、29 和 34 行的條件將其與當前時間進行比較。如果兩者差異小於delayValue （本例為 10 分鐘），則風扇開啟或保持開啟狀態。如果感測器在這 10 分鐘內偵測到任何移動，則會通知 Arduino，定時器重設。如果兩者之差大於delayValue ，則程式會判斷沒有發生任何移動，並關閉風扇。
接上風扇，保持涼爽
- 拔掉風扇電源，打開風扇並將其設定為您喜歡的散熱模式。
- 將風扇插入電源繼電器上兩個「常閉」插座中的一個。連接所有零件後，風扇會自動開啟。您也可以將燈或其他設備插入另一個常閉端口，使其也具備運動感應功能。
選購：搭建外殼
這樣設定也能用，但你肯定不想到處都是亂糟糟的電線。電子設備的安裝方式有很多種，從塑膠盒到訂製木盒都可以，但我碰巧手邊有一個塑膠的電子元件外殼。它的塑膠頂蓋看起來很適合做運動感應器，但我發現透明塑膠會幹擾紅外線。
你需要準備：
- 台鑽（或手持式電鑽）
- 1吋鏟形鑽頭
- 熱熔膠槍
- 1/2英吋鑽頭（可選）
- 1/4英吋鑽頭（可選）
- 鑽一個直徑 1 英吋的孔用於安裝感測器。這是唯一一個需要精準定位的孔，因為白色半球形部件會從這裡伸出。
- 鑽孔用於穿過電源線和連接線。電源線孔使用 1/2 英吋鑽頭，連接線孔使用 1/4 英吋鑽頭。您也可以使用手邊任何尺寸相近的鑽頭，甚至如果您不介意略微鬆動，也可以使用扁鑽。
- 用熱熔膠將 Arduino 固定在外殼中央。
- 用熱熔膠將運動感測器黏在你之前鑽好的孔上。
- 將電線穿過各自的孔，並將它們連接到 Arduino 和電源繼電器上。
- 重新裝上外殼的頂蓋。
您可以將電源繼電器留在外殼頂部，隨時用於風扇或其他您想要控制的電器。請確保運動感測器的靈敏度和持續時間調節旋鈕朝上，以便您可以調整設備的靈敏度和持續時間，從而控制其向 Arduino 發出訊號。
雖然它與風扇搭配使用效果極佳，但你製作的這個可編程開關也能與其他設備配合使用。所以，無論你是想打開一些燈，用警報器嚇走闖入你工具間的竊賊，還是只是想讓自己涼快一些，這都是一個非常實用的小工具。
