張旭豐

Posted on Jun 30

讓房間會呼吸：Arduino 感應燈 DIY（350元，一個晚上）

#arduino #diy #maker

從黑暗裡找回那一盞燈

阿哲房間的書桌下面，總是黑黑的。

筆電的USB hub疊在上面，三塊外接硬碟排成一排，還有一個永遠懶得整理的整線盒。每次蹲下去找線，都是一場盲人的探險。

他不是沒想過裝燈。IKEA的LED燈條要七百塊，還要鑽孔。他租房子，怕房東說話。

想要，很想，但代價太高。

這是阿哲最真實的處境。

商業場景：這盞燈可以出現在哪裡

場景	需求
博物館展品	靠近時展品照明自動亮起，延長壽命、節省電力
店面櫥窗	有人經過時觸發動態燈光，吸引目光
展覽攤位	參觀者靠近時裝置「醒來」，他們離開後「睡去」
互動裝置原型	快速驗證概念，不需要量產電路

DIY 的意義不是「便宜」，而是「可以快速驗證想法，然後決定要不要投入更多」。

技術方案比較：選哪個感測器

感測器	成本	適用場景	限制
PIR（紅外線）	30元	大範圍有人/無人偵測	無法測量距離，只能偵測移動
Ultrasonic（超聲波）	60元	距離觸發、判斷「有多近」	外觀需要開孔，噪音環境可能誤觸
ToF（光飛行時間）	180元	精準距離測量、互動展示	成本較高，小組件

選型建議：原型驗證用 Ultrasonic；正式部署、对外展示用 ToF 或PIR。

本文以 Ultrasonic 為例（CP值最高）。

350元，電商平台就能買齊

材料	規格	價格
Arduino Nano	兼容版	130元
超音波感測器	HC-SR04	60元
RGB LED 燈條	WS2812B（30顆燈）	120元
麵包板 + 杜邦線	必要的配角	40元
總計		350元有找

材料今天訂，明天到。硬體費用跟一杯手搖差不多。

原理：它怎麼「看」到你

超聲波感測器，運作原理跟蝙蝠一樣：

發射一道超聲波（頻率太高，人耳聽不見）
超聲波碰到腿，反射回來
計算來回時間，除以二，再除以聲速
距離小於80公分 → 燈亮；超過30秒沒動 → 燈暗

// 這一行是整個互動的核心
if (distance < 80) {
  fadeIn();  // 燈認識你了
} else if (idleTime > 30000) {
  fadeOut(); // 晚安
}

就是這樣。沒有祕密，沒有奇蹟，就是一個感測器，一塊晶片，和一行 if。

為什麼這比 TeamLab 還要酷

TeamLab 的互動展覽，底層邏輯跟這盞燈是一樣的：

感測 → 判斷 → 反應

TeamLab 的牆面有紅外線感測器陣列，紀錄人體的精確位置。這個套件只有一組超聲波，紀錄一個大概的距離。

規模不同，原理完全相同。

阿哲做完了這個專案，再去看 TeamLab，會看到牆面背後的演算法。他不再是「觀眾」，而是「知道秘密的人」。

從開箱到完成，一個晚上夠了

露天拍賣搜尋「Arduino Nano HC-SR04 WS2812B 套件」
明天材料到貨
下載 Arduino IDE（免費）
把下面這段程式碼貼進去，按上傳

#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#define PIN 6
#define NUM_PIXELS 30
#define TRIG_PIN 9
#define ECHO_PIN 10
#define TRIGGER_DISTANCE 80
#define OFF_DELAY 30000

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(NUM_PIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
unsigned long lastMotionTime = 0;
bool isOn = false;

void setup() {
  strip.begin();
  strip.show();
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
}

void loop() {
  long duration, cm;
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
  cm = duration / 29 / 2;

  if (cm > 0 && cm < TRIGGER_DISTANCE) {
    lastMotionTime = millis();
    if (!isOn) fadeIn();
  }

  if (isOn && (millis() - lastMotionTime > OFF_DELAY)) {
    fadeOut();
  }
}

void fadeIn() {
  for (int i = 0; i <= 255; i += 5) {
    strip.setBrightness(i);
    for (int j = 0; j < NUM_PIXELS; j++) {
      strip.setPixelColor(j, strip.Color(255, 240, 200));
    }
    strip.show();
    delay(20);
  }
  isOn = true;
}

void fadeOut() {
  for (int i = 255; i >= 0; i -= 5) {
    strip.setBrightness(i);
    for (int j = 0; j < NUM_PIXELS; j++) {
      strip.setPixelColor(j, strip.Color(255, 240, 200));
    }
    strip.show();
    delay(20);
  }
  isOn = false;
}

需要 Adafruit_NeoPixel 函式庫：Arduino IDE → 草稿碼 → 匯入程式庫 → 管理程式庫 → 搜尋「Adafruit NeoPixel」→ 安裝。

原型 vs 正式部署：差距在哪裡

維度	DIY 原型	正式部署
供電	USB 或行動電源	12V/24V 變壓器 + 熔絲保護
外壳	裸機或3D列印	防水外壳 + 隱藏式安裝
誤觸	可能因環境噪音觸發	需要校準阈值 + 延遲
維護	可以隨時調整	需要考慮維護便利性
穩定性	長時間可能當機	需要看門狗電路

如果你想把 DIY 原型變成可以對外展示的產品，還有幾個關卡要過。我可以幫你評估你的硬體架構，設計控制邏輯，並建立一個可以穩定運作的原型。

完成之後

阿哲蹲下去找線的時候，燈自己會亮。

不用找手機的手電筒，不用用膝蓋感覺鑰匙在哪裡。

那盞燈知道他什麼時候需要光。

這就是互動設計的終極目標：讓環境主動適應你，而不是你去適應環境。

如果你正在建置博物館互動展示、店面感應燈、或展覽裝置，我可以幫你：

選擇適合的感測器（PIR / Ultrasonic / ToF）
設計控制邏輯與狀態機
建立穩定的原型

Contact me for a paid consultation or prototype build.

GitHub 上有完整程式碼：github.com/techerHF/motion-sensor-templates

概念句：用超聲波感測器讓燈認識阿哲，350元，一個晚上。

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