第 27 课：红外感应灯

我是吴老师。这节课的第一个字，是"泼冷水"。

上一课结尾我打过预防针，现在正式说：

这个红外感应灯，做不到"人走过来就自动亮"。

我知道你脑子里的画面是什么——你走进房间，灯"啪"地亮了；你一走，灯灭了。 商场、酒店、楼道，都是这个效果。

但你手上这个模块做不到。 不是代码写得不好，不是接线不对，是它的物理原理就不支持。

第 14 课我把这件事掰开讲过：它是红外反射式的——发一束红外光出去，看有没有光弹回来。它的有效距离只有几厘米。

几厘米是什么概念？ 你把手掌摊开，从远处慢慢往模块跟前凑——凑到大概一拳的距离，它才"看见"你。

看这张图，两行对比一下：

看第二行那个差距。 差了一百倍。

所以这一课，我们先认清这个模块的"能力边界"，再决定拿它做什么。

第 14 课结尾我说过：新手最容易犯的错，不是写错代码，是选错了零件，然后花一整天去调试一个物理上就不可能实现的东西。

把你想做的效果，跟你手里的零件对一遍——这是这个课题教你的第一件事。

一、那它能做什么

它能做"手一凑近就亮"的灯。

想想这个场景你熟不熟：

• 晚上回家，摸黑找钥匙孔 / 玄关柜上的开关
• 半夜起来，想看一下床头柜上的药盒，又不想开大灯
• 书桌下面太暗，手伸过去就有一盏灯亮
• 衣柜门一开，里面的灯亮

共同点是什么？ 都是**"手边几十厘米以内"**的事。这正是红外模块的地盘。

我们做的东西长这样：一个纸皮底座上立着红外模块，旁边一颗 LED。你把手往模块前面一伸（大概 5 厘米），灯亮；手拿开，过 3 秒它自己灭。

为什么要"过 3 秒"才灭？ 如果手一拿开马上灭，你找东西的时候得一直举着手——那是折磨，不是产品。

"保持 3 秒"是这个课题里最像"产品"的地方，第五节专门讲。

二、这个课题的三个环节

注意第一行那三个字：数字量。

第 14 课的重点就是这个——红外是"门卫"，不是"体温计"。它只回答"有 / 没有"，读它用 digitalRead，得到的是 HIGH 或 LOW。

所以它接的是 OUT。

这里我得拦你一下，因为上一个课题留下的习惯会害你。

你刚做完小夜灯，手上那个光敏模块是四个针：AO DO GND VCC。所以你可能下意识地在红外模块上找 AO。

红外模块只有三个针：OUT GND VCC。 没有 AO，也没有 DO。它只有一个输出，而且那个输出是数字的。

别照搬上一个模块的接法。 拿到一个新模块，第一件事是看它板上印的是哪几个字——这是第 4 课那句"丝印是厂家随便印的，功能是芯片定死的"的实战版。

三、材料清单

套件里拿这些：

身边自己准备：

四、接线

先断电。 这句话我每节课都说，因为这节课第一个坑就跟"电"有关。

为什么 OUT 用 GPIO4？ 因为第 14 课用的就是这个脚，跟你按钮那节课是同一个脚。这不是巧合——红外和按钮是同一类东西，都是"数字输入"，都是门卫。

拓展板上那几排针，插之前拿眼睛对一下丝印。 那几排挨得很近，3.3V、5V、GND 挤在一起，母对母的线头又都是塑料壳。这是下一个坑的伏笔，先记住这句话。

五、分步实现

第 1 步：先看它"看见"没有

最丑的版本，只有读取和打印：

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(4, INPUT);
}

void loop() {
  Serial.println(digitalRead(4));
  delay(100);
}

烧进去，打开串口。先看模块板上那个小指示灯（第 14 课说过，检测到东西的时候它会变）。

然后把手掌从远处慢慢往模块跟前凑。

凑到某个距离，你会看到两件事同时发生：

1. 模块板上的小指示灯变了
2. 串口里的数字也跳了

记下两件事：

• 大概几厘米的时候它才认？（多半是 3~8 厘米）
• "有东西"的时候数字是 1 还是 0？

第二件事必须你自己测，别背。

第 14 课我就强调过：方向以你实测为准。 我手上这块是"有东西 = 0"，你那块可能一样，也可能不一样。唯一可靠的办法是拿手挡一下看数字怎么变。

下面的代码我按"有东西 = 低电平"写。如果你量出来是反的，就把 LOW 改成 HIGH。 这是第 5 课那句"先测，再猜"。

第 2 步：看见了就亮

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(4, INPUT);
  pinMode(3, OUTPUT);
}

void loop() {
  int seen = digitalRead(4);      // 1. 读

  if (seen == LOW) {              // 2. 判断（方向以你实测为准）
    digitalWrite(3, HIGH);        // 3. 亮
  } else {
    digitalWrite(3, LOW);         // 手拿开就灭
  }
}

烧进去。手凑近——灯亮；手拿开——灯立刻灭。

好玩吧？ 但你先别急着做底座，试一下你就知道它有多难用了：

手拿开的那一瞬间，灯就灭了。也就是说，你想照一下抽屉，得一直把手举在模块前面。

这不是产品，这是个玩具。 下一步我们把它变成产品。

第 3 步：让它"记住刚才看见过"

我们要的效果是：手拿开之后，灯再亮 3 秒。

怎么做到？板子得知道"现在几点了"。

这里要用一个新东西：millis()。

millis() 是"板子从开机到现在，过了多少毫秒"。

它就是一个一直在往前走的数：开机时是 0，过一秒钟变成 1000，过一分钟变成 60000。它只会变大，不会回头，也不会自己归零。

你拿它当秒表用就行。 不用 delay 是因为——delay 会让板子卡在那儿干等，等的这段时间它什么都看不见。我们要的是"一边等一边继续看"。

unsigned long lastSeen = 0;      // 最后一次"看见东西"是几点

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(4, INPUT);
  pinMode(3, OUTPUT);
}

void loop() {
  if (digitalRead(4) == LOW) {   // 现在看见了
    lastSeen = millis();         // 那就把"此刻"记下来
  }

  // 距离上次看见，还没过 3000 毫秒（3 秒）？
  if (millis() - lastSeen < 3000) {
    digitalWrite(3, HIGH);       // 那就还亮着
  } else {
    digitalWrite(3, LOW);        // 超过 3 秒了，灭
  }
}

烧进去。手凑近——亮。手拿开——它还亮着。数三下，它灭了。

现在它像个东西了。

两个小提醒：

1. 开机后头 3 秒它会亮一下。 因为 lastSeen 一开始是 0，板子以为"刚看见过东西"。这是正常的，别慌。
2. 3000 这个数你自己改。 改成 1000 就是"亮 1 秒"，改成 10000 就是"亮 10 秒"。找东西的话，3~5 秒比较舒服。

第 4 步：拧那个蓝色小电位器

这一步是动手，不是读代码。

模块板上有一个蓝色的小十字电位器——第 14 课讲过，它调的是接收头的灵敏度，也就是"能看多远"。

现在拿一张纸片，固定在离模块大概 5 厘米的地方。然后慢慢拧。

你会看到：

• 往一个方向拧 → 更灵敏，5 厘米的纸片它认了，甚至 10 厘米也认
• 往另一个方向拧 → 更迟钝，纸片得贴到 2 厘米它才认

你拧的不是一个抽象参数，你拧的是这个模块的"视力"。

拧到一个你满意的位置： 手伸过来大概 5 厘米就亮，但旁边桌上放个杯子它不会乱触发。

第 14 课结尾我提醒过一句：拧完记得拧回去，别拧到极端。

为什么？因为拧到极端（要么太灵要么太钝），后面的实验会莫名其妙地不工作，而你已经忘了是你自己拧的。

今天这盏灯，你拧完就别再动了。 拿铅笔在电位器旁边画一个小记号，记下你定在哪——这样下次它"失灵"了，你能一眼看出来是不是被碰过了。

这跟第 11 课的标定、第 14 课的拧电位器，是同一件事：参数得在你的实际环境里调出来，抄不来。

第 5 步：调成你自己的

到这一步，这个作品就基本成型了。你有两个参数可以调：

两个都试一遍，找到你最舒服的组合。 这个"调到自己满意"的过程，就是这个作品真正变成"你的"的过程。

六、组装：纸皮底座

目标：让模块"脸朝前"立起来，前面还不能有东西挡着。

第 1 步，裁三块纸皮：

第 2 步，先把三块摆一摆。 别急着上胶——摆一下确认尺寸对得上，纸皮剪短了可补不回来。

第 3 步，粘立板。 把②竖着放在①靠后的位置，底下挤一条热熔胶，按住十几秒。

按住的时候别松手。 热熔胶十几秒就凝，但没凝之前它会滑。你一松手，立板就歪了，干了之后掰不回来（一掰纸皮就毛）。

第 4 步，粘三角撑。 把③竖着贴在立板后面，两条直角边各挤一点胶——一条粘在立板背面，一条粘在底板上。

这一块是整个底座最关键的零件。 没有它，你手一伸过去，模块往后一倒。三角形是最稳的形状（下一课搭冰棒棍支架还要用这个道理）。

第 5 步，粘模块。 在立板朝前那一面挤一小坨胶，把红外模块按上去，两个"眼睛"朝外。

胶点在模块板子的边缘，尤其别糊到那个透明的发射管——它被胶盖住，光就发不出去了。

模块也别粘得太靠下。 粘在立板上半部分，让它的"眼睛"离桌面高一点，免得桌面反光把它晃到（第 14 课讲过，环境光会干扰它）。

第 6 步，等胶干，再通电。 线从底座后面绕出去，插到板子上。做完放到桌上，手一伸——亮了。

这时候你再回头看那句"它做不到人走过来自动亮"，是不是就不难受了？

它做到的是另一件事：手边几十厘米的"我看得见你"。 这件事，商场那个 PIR 反而做不到——PIR 站远了才灵，凑近了它反而瞎。

七、排查：如果它一动不动

这一段是这节课最值钱的部分。

你做完了，通电了，结果模块完全没反应：板上的小指示灯不动，串口里的数字一直是同一个值，手凑上去它也不理你。

先别改代码。 代码你刚才跑通过，它大概率没问题。

按下面这个顺序来。

第一步：先看那个小指示灯

凑近看模块板上那个小指示灯。

注意：第 14 课提醒过，不同批次的板子，灯的数量和亮灭规律可能不一样。 如果你那块板上压根没有小灯，直接跳到第二步。

但"完全不亮、完全不动"这件事本身是线索——这个小灯是模块自己驱动的，它不亮，多半说明模块压根没吃到电。

第二步：量模块的电源

万用表拨直流电压档（V⎓）。先短接两支表笔确认表是好的。

• 黑表笔搭拓展板上的 GND
• 红表笔搭红外模块上的 VCC 针

读数是多少？

• 3.3V 左右 → 模块有电，问题不在供电，去查信号线（跳到后面"如果不是电源"那段）
• 0V → 模块确实没吃到电。往下走。

第三步：顺着这根线往上找

红表笔挪到 VCC 这根线的另一头——插在拓展板上的那一端。注意扎在金属上，不是塑料壳上（母对母的线头是个塑料方块，你得把表笔尖从侧面伸进去顶到里面的金属）。

读数是多少？

• 还是 0V → 问题不在线上，在它插的那个位置。再量一下拓展板上标着 3.3V 的那一排针：如果是 3.3V，那板子的电是好的，问题就锁定在"这根线插在哪儿"。
• 如果是 3.3V → 那这根线是好的，问题在模块这头的接触（拔下来重插一次）

第四步：用通断档，把"线坏了"和"插错了"分开

万用表拨通断档（)))），先短接表笔听一声"嘀"确认表是好的。

一支表笔搭这根线在模块那一头，另一支搭它在拓展板上那一头。

听到"嘀"了。 说明这根线本身是好的——内部没断。

好，那就只剩一个可能：它插的那个位置不对。

第五步：看一眼它到底插在哪

眼睛顺着这根线看，它插进了拓展板的哪一排。

你会看到——它插在标着 GND 的那一排里。

找到了。

根因

VCC 那根线的另一头，插到了 GND 那一排。

模块的电源和地都接到了"地"上——它等于没接电源。 而所有线看上去都插得好好的，没有一根是悬空的，这就是它骗过你的地方。

拔出来，看清丝印，插回 3.3V。通电——小灯亮了，手一凑，串口数字就跳了。

这个坑，是我在这个课题里故意留的。

为什么选它？因为第 4 课那张表你可能扫过一眼就过了——拓展板上 3.3V、5V、GND 三排针挤在一起，母对母的线头又都是塑料方块。 那节课我说过"接线前先找 GND 认准地"。

今天你就是那个没认准的人。 不丢人——丢人的是量都不量，直接换个模块试。

再捋一遍这套排查顺序，它比这个具体的坑重要一百倍：

注意第 5 步。

"线内部断了"和"线插错位置了"，症状一模一样，都是"没反应"。 但这两个的修法完全不同：一个是换线，一个是拔出来重插。

通断档那一"嘀"，就是把它俩分开的那一刀。 这也是为什么第 4 课第一件事就是教你们验线——手上有一根坏线，会让后面每一次排查都多绕一圈。

自测

本节你要动手做的事

• [ ] 亲手验证它的边界：手从远处慢慢凑近，记下它几厘米才认你——这个数你要记一辈子
• [ ] 接好线：红外 VCC→3.3V（看清丝印）、GND→GND、OUT→GPIO4，LED Signal→GPIO3
• [ ] 跑通"看见就亮"，顺便确认方向：是有东西为 LOW 还是 HIGH
• [ ] 加上 millis() 保持 3 秒，自己改数值，找到最舒服的那个
• [ ] 拧电位器：固定一张纸片在 5 厘米处，左右拧，亲眼看探测距离被拉长、缩短，然后用铅笔做个小记号
• [ ] 做出底座：裁三块纸皮（10×8 / 8×6 / 4×6），粘成 L 形
• [ ] 跑一遍第五步那个排查表，就算没坏也走一遍——手熟比什么都强
• [ ] 做完自测题

这节课你做的是一个"只有几厘米视野"的灯。

但我希望你带走的东西，比这个灯大得多。

你先知道了它做不到什么，然后才决定拿它做什么。 这个顺序，跟大多数人是反的。多数人是先想好一个效果，然后硬往上套零件，套不上就怀疑自己——"是不是我代码写错了？"

不是你写错了。是那个方案本来就不成立。

以后每拿到一个新模块，先问自己两句话："它到底在测什么？它的物理极限在哪？" 想清楚这两句，能省你一整天。

还有一件事——你今天第一次用了 millis()。 它看起来只是"记个时间"，但它背后是一个特别重要的思路：板子不用停下来等，它可以一边干活一边等。 这个思路，在你后面做联网、做多任务的时候，会反复出现。

下一课我们做倒车雷达——"嘀……嘀……嘀嘀嘀嘀嘀！" 那个声音越急、离墙越近的东西。

那一课你要同时指挥三个模块：超声波测距、蜂鸣器发声、LED 闪。而且你会遇到一个新问题——超声波读出来的数会跳，而蜂鸣器可不会替你忍着。