自制单片机智能台灯，光线随环境自动调节
晚上写稿时，总觉得台灯的光线不太舒服 —— 白天阳光足，台灯亮度太高晃眼睛；到了深夜，光线又不够亮，看久了眼睛酸涩。作为电子爱好者，我寻思着用单片机做个能自动调光的台灯，花了两天时间搞定，用着特别顺手，今天就把制作过程分享出来。
一、项目目标：让光线始终恰到好处
这个智能台灯的核心功能很明确：能检测周围环境的光照强度，自动调节自身亮度。白天环境亮时，台灯亮度降低；夜晚环境暗时，台灯亮度提高，始终保持桌面光照在舒适的范围内（我测了下，300-500lux 最适合阅读）。
要实现这些功能，需要几个关键部件。控制核心选 Arduino Nano（本质是 ATmega328P 单片机），45 元一块，编程简单，新手也能快速上手。光照检测用 BH1750 光照传感器，12 元一个，I2C 接口，精度高，能测 0-65535lux。调光用 5W LED 灯珠，配合 PWM 调光模块，20 元一套，亮度足够且可调范围大。显示光照值用 0.96 寸 OLED 屏幕，15 元一个，小巧不占地。供电用 12V 电源适配器，15 元一个，稳定可靠。
二、材料清单：低成本打造舒适光源
材料采购时特意控制了成本，毕竟只是个台灯改造。
Arduino Nano 开发板（45 元）、BH1750 光照传感器（12 元）、5W LED 灯珠 + 散热片（10 元）、PWM 调光模块（10 元）、0.96 寸 OLED 屏幕（15 元）、12V 2A 电源适配器（15 元），再加上杜邦线、电阻、导线，总成本不到 120 元，比网上买的智能台灯便宜一半多。
特别提醒：买 LED 灯珠时一定要配散热片，5W 灯珠工作时会发热，没散热片容易烧坏；PWM 调光模块选带旋钮的，既能自动调光，也能手动干预，更实用。
三、硬件连接：三步接好线路
硬件连接很简单，按步骤操作不容易出错。
1.核心电路连接
Arduino 供电：12V 电源通过 DC 接口给开发板供电，开发板会自动转为 5V 给其他模块供电。
BH1750 传感器：VCC 接 3.3V，GND 接 GND，SCL 接 A5，SDA 接 A4（Arduino 自带 I2C 接口）。
OLED 屏幕：VCC 接 3.3V，GND 接 GND，SCL 接 A5，SDA 接 A4（和传感器共用 I2C 总线，地址不冲突）。
2.调光电路连接
PWM 调光模块：VCC 接 Arduino 的 5V，GND 接 GND，控制信号端（IN）接 D5 引脚。
LED 灯珠：正极接调光模块输出端 +，负极接输出端 -；调光模块输入端接 12V 电源，注意正负极别接反。
3.手动控制部分
调光模块自带的旋钮不用额外接线，旋转时会优先覆盖自动调光信号，适合临时调整亮度。
四、程序编写：让台灯 “读懂” 光线
程序用 Arduino IDE 编写，逻辑清晰，总共不到 100 行代码。
核心思路：每 1 秒读取一次 BH1750 的光照值，根据光照强度计算目标 PWM 占空比（环境光越暗，PWM 占空比越高），再通过 D5 引脚输出 PWM 信号控制调光模块。同时在 OLED 上显示当前环境光照和台灯输出亮度。
部分核心代码如下：
#include <Wire.h>
#include <BH1750.h>
#include <SSD1306Wire.h>
BH1750 lightMeter;
SSD1306Wire display(0x3C, A4, A5); // OLED地址0x3C
const int pwmPin = 5;
int targetLux = 400; // 目标光照值
void setup() {
Serial.begin(9600);
lightMeter.begin();
display.init();
display.flipScreenVertically();
pinMode(pwmPin, OUTPUT);
}
void loop() {
// 读取环境光照
uint16_t lux = lightMeter.readLightLevel();
// 计算PWM占空比（0-255）
int pwmValue = map(constrain(targetLux - lux, 0, 255), 0, 255, 0, 255);
analogWrite(pwmPin, pwmValue);
// 显示数据
display.clear();
display.drawString(0, 0, "Env: " + String(lux) + " lux");
display.drawString(0, 20, "LED: " + String(pwmValue*100/255) + "%");
display.display();
delay(1000); // 1秒刷新一次
}
程序写完后，用 USB 线传到 Arduino 里就行，不用额外下载器，新手也能操作。
五、调试过程：解决三个小问题
调试时遇到几个小插曲，解决后效果很完美。
1.光照值跳变
刚开始传感器读数忽高忽低，原来是台灯光线直射传感器导致的。把传感器移到台灯照射不到的地方（比如台灯底座侧面），读数立刻稳定了。
2.调光有频闪
LED 亮度低时肉眼能看到频闪，这是 PWM 频率太低的问题。在 Arduino 里用 TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000001; 语句把 PWM 频率提到 62.5kHz，频闪完全消失。
3.手动调光冲突
旋转旋钮时，自动调光会频繁干预。在程序里加了个判断：如果旋钮位置和自动计算值偏差超过 20%，就暂时关闭自动调光，松手 5 秒后再恢复，操作更流畅。
六、使用效果：从早到晚都舒服
用了一周，这个智能台灯彻底解决了光线不适的问题：
•早上 9 点阳光照进书房（环境光 800lux），台灯自动降到 10% 亮度，桌面总光照 420lux，不刺眼
•下午 4 点阴天（环境光 200lux），台灯升到 50% 亮度，总光照 410lux，和晴天一样亮
•晚上 10 点开着小夜灯（环境光 50lux），台灯升到 80% 亮度，总光照 390lux，看书不费眼
最方便的是手动干预功能，偶尔想调亮看细节图，转一下旋钮就行，5 秒后自动恢复，兼顾了智能和灵活。
七、升级方向：让台灯更懂你
这个台灯还有不少改进空间：
1.加个光敏电阻和时钟模块，根据日出日落自动调整目标光照值（比如晚上目标值降为 300lux，更护眼）
2.加蓝牙模块，连手机 APP 记录使用习惯，自动推荐最佳亮度
3.换用 RGBW 灯珠，能调节色温（冷光 / 暖光），冬天开暖光更温馨
我打算先加个时钟模块，成本也就 10 元，编程时让目标光照值随时间自动变化，比如早上 8-12 点 450lux，晚上 8 点后 300lux，更符合人体生理节律。
总之，这个单片机智能台灯制作简单、成本低，却能实实在在提升阅读舒适度。把普通台灯改成智能款，成就感满满，朋友来家里看到都问在哪买的。如果你也觉得家里的台灯不够舒服，不妨试试这个方案，动手过程比想象中简单多了！
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