升级加雨滴传感器-智能晾衣架控制器-教案

/*
 * ============================================
 * ESP32-S3 智能晾衣架控制器 V3.0
 * 功能：
 *   1. 单击伸出晒衣，长按3秒收回
 *   2. 【新增】雨滴检测，自动收回保护
 *   3. 冷却期防误触机制
 * ============================================
 * 
 * 【硬件连接】
 * GPIO4  → MK-51 INA (马达A端)
 * GPIO5  → MK-51 INB (马达B端)
 * GPIO20 → 带灯按键 (墙面控制)
 * GPIO21 → 雨滴传感器 DO (数字输出)
 * GND    → 共地连接
 * 
 * 【雨滴传感器】
 * VCC → 3.3V
 * GND → GND  
 * DO  → GPIO21 (数字信号：有雨=LOW，无雨=HIGH)
 * AO  → 不接 (本例用数字输出即可)
 */

// -------- 硬件引脚定义 --------
const int INA = 4;          // 马达驱动A端
const int INB = 5;          // 马达驱动B端
const int BTN = 20;         // 手动控制按键
const int RAIN_SENSOR = 21; // 【新增】雨滴传感器DO引脚

// -------- 时间参数定义 --------
const unsigned long CLICK_MAX = 1000;       // 单击阈值
const unsigned long LONG_PRESS_MIN = 3000;  // 长按阈值
const unsigned long RUN_TIME = 2000;        // 马达运行时间
const unsigned long COOLDOWN_TIME = 5000;   // 冷却期
const unsigned long RAIN_CHECK_INTERVAL = 500; // 【新增】雨滴检测间隔500ms

// -------- 状态变量 --------
bool motorRunning = false;
bool inCooldown = false;
bool isExtended = false;        // 【新增】晾衣架当前状态：false=收回，true=伸出
unsigned long motorStartTime = 0;
unsigned long btnPressTime = 0;
unsigned long cooldownStartTime = 0;
unsigned long lastRainCheck = 0;  // 【新增】上次检测雨滴时刻
bool btnPressed = false;

// -------- 初始化 --------
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(500);

  // 马达初始停止
  pinMode(INA, OUTPUT);
  pinMode(INB, OUTPUT);
  stopMotor();

  // 按键配置
  pinMode(BTN, INPUT_PULLDOWN);

  // 【新增】雨滴传感器配置
  pinMode(RAIN_SENSOR, INPUT_PULLUP);  // 通常雨滴模块低电平有效

  delay(100);

  Serial.println("=== 智能晾衣架 V3.0 ===");
  Serial.println("手动：单击伸出 | 长按3秒收回");
  Serial.println("自动：检测雨滴 → 自动收回");
}

// -------- 主循环 --------
void loop() {
  unsigned long now = millis();

  // ========================================
  // 【新增】持续检测雨滴（优先级最高）
  // ========================================
  if (now - lastRainCheck >= RAIN_CHECK_INTERVAL) {
    lastRainCheck = now;
    checkRainAndAutoRetract(now);  // 检查并自动收回
  }

  // ========================================
  // 阶段1：马达运行中
  // ========================================
  if (motorRunning) {
    if (now - motorStartTime >= RUN_TIME) {
      stopMotor();
      // 【更新状态】根据最后动作判断位置
      // 注意：自动收回也更新为收回状态
      startCooldown(now);
      Serial.println("○ 到位停止");
    }
    return;
  }

  // ========================================
  // 阶段2：冷却期中
  // ========================================
  if (inCooldown) {
    if (now - cooldownStartTime >= COOLDOWN_TIME) {
      inCooldown = false;
      Serial.println("=== 冷却结束 ===");
    }
    else {
      // 冷却期按键提示
      if (digitalRead(BTN) == HIGH && !btnPressed) {
        btnPressed = true;
        unsigned long remain = COOLDOWN_TIME - (now - cooldownStartTime);
        Serial.print("! 冷却中，等待");
        Serial.print(remain / 1000);
        Serial.println("秒");
      }
      if (digitalRead(BTN) == LOW && btnPressed) {
        btnPressed = false;
      }
    }
    return;
  }

  // ========================================
  // 阶段3：待机状态，检测手动按键
  // ========================================
  bool btnState = (digitalRead(BTN) == HIGH);

  // 按键按下
  if (btnState && !btnPressed) {
    btnPressed = true;
    btnPressTime = now;
    Serial.println("→ 按键按下...");
  }
  // 按键释放
  else if (!btnState && btnPressed) {
    btnPressed = false;
    unsigned long duration = now - btnPressTime;
    Serial.print("→ 释放，持续");
    Serial.print(duration);
    Serial.println("ms");

    if (duration < CLICK_MAX) {
      // 短按：伸出
      if (!isExtended) {  // 只在收回状态下执行伸出
        Serial.println(">>> 【手动伸出】");
        startMotor(1);
        isExtended = true;  // 标记为伸出状态
      } else {
        Serial.println("○ 已在伸出位置，忽略");
      }
    }
    else if (duration >= LONG_PRESS_MIN) {
      // 长按：收回
      if (isExtended) {  // 只在伸出状态下执行收回
        Serial.println("<<< 【手动收回】");
        startMotor(-1);
        isExtended = false; // 标记为收回状态
      } else {
        Serial.println("○ 已在收回位置，忽略");
      }
    }
    else {
      Serial.println("○ 无效操作");
    }
  }

  delay(10);
}

// -------- 功能函数 --------

/**
 * 【新增】检查雨滴并自动收回
 * 优先级最高，一旦检测到有雨立即执行
 */
void checkRainAndAutoRetract(unsigned long now) {
  int rainState = digitalRead(RAIN_SENSOR);

  // 【注意】根据传感器类型调整判断条件
  // 常见雨滴模块：有雨=LOW，无雨=HIGH
  if (rainState == LOW) {
    Serial.println("☔ 检测到雨滴！");

    // 只有在伸出状态且未运行时才收回
    if (isExtended && !motorRunning && !inCooldown) {
      Serial.println("!!! 【紧急收回】自动保护启动");
      startMotor(-1);      // 执行收回（同长按3秒效果）
      isExtended = false;  // 更新状态

      // 自动收回后进入短冷却期，避免频繁触发
      inCooldown = true;
      cooldownStartTime = now;
      Serial.println("! 雨天保护模式，冷却3秒");
    }
    else if (motorRunning) {
      Serial.println("! 马达运行中，稍后检测");
    }
    else if (!isExtended) {
      Serial.println("○ 已收回，无需动作");
    }
  }
}

void startMotor(int dir) {
  motorRunning = true;
  motorStartTime = millis();

  if (dir == 1) {
    digitalWrite(INA, HIGH);   // 正转 = 伸出
    digitalWrite(INB, LOW);
  } else {
    digitalWrite(INA, LOW);    // 反转 = 收回
    digitalWrite(INB, HIGH);
  }
}

void stopMotor() {
  digitalWrite(INA, LOW);
  digitalWrite(INB, LOW);
  motorRunning = false;
}

void startCooldown(unsigned long now) {
  inCooldown = true;
  cooldownStartTime = now;
}

【雨滴传感器接线图】

【3W1H 教学增量】