基于TinkerCad中Arduino Uno的报警系统代码问题求助

项目需求 #

• 报警系统仅在夜间工作
• 门/窗对应按钮被触发后，声光报警持续激活30秒
• 需添加传感器触发阈值的可配置项

当前存在的问题 #

• LCD显示屏消息重叠、频繁卡顿闪烁
• 夜间按下按钮后，蜂鸣器与LED无法正常触发报警

变量翻译（葡萄牙语→中文） #

• botaoAtivarJanelaPin = 窗户触发按钮引脚
• botaoAtivarPortaPin = 门触发按钮引脚
• fotoresistorPin = 光敏电阻引脚
• alarmeAtivado = 报警激活状态
• sensorLuz = 光线传感器读数
• Sistema desligado = 系统关闭
• Sistema ligado = 系统开启
• Janela Aberta = 窗户打开
• Porta Aberta = 门打开

原代码 #

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

const int alarmePiezoPin = 3;
const int ledPin = 4;
const int botaoAtivarJanelaPin = 5;
const int botaoAtivarPortaPin = 6;
const int fotoresistorPin = A0;
const int sensorPirPin = A2;

int sensorState = LOW;
int ledState = LOW;
int alarmeAtivado = 0;
int sensorLuz = 0; //

void setup() {
 
  pinMode(alarmePiezoPin, OUTPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(sensorPirPin, INPUT);
  pinMode(botaoAtivarJanelaPin, INPUT_PULLUP);
  pinMode(botaoAtivarPortaPin, INPUT_PULLUP);

 
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Sistema desligado");
}

void loop() {
    sensorState = digitalRead(sensorPirPin);
    sensorLuz = analogRead(fotoresistorPin);
  
  if(sensorLuz < 500){
    alarmeAtivado = 0;
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Sistema desligado");
  } else {
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Sistema Ligado  ");
  }
  
  if ((digitalRead(botaoAtivarPortaPin) == LOW)) {
    alarmeAtivado = 1;
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("PORTA ABERTA! ");
  } 

  if ((digitalRead(botaoAtivarJanelaPin) == LOW)) {
    alarmeAtivado = 1;
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("JANELA ABERTA!");
  }
  if(sensorLuz < 500){
    if ((sensorState == HIGH) || (alarmeAtivado == 1)) {
      ativarAlarme();
    }
  }
  
  delay(100);
}

void ativarAlarme(){
    tone(alarmePiezoPin, 2000); 
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    delay(500);
    noTone(alarmePiezoPin);
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}

修复后的代码 #

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

// 可配置常量
const int alarmePiezoPin = 3;
const int ledPin = 4;
const int botaoAtivarJanelaPin = 5;
const int botaoAtivarPortaPin = 6;
const int fotoresistorPin = A0;
const int sensorPirPin = A2;
const int LUZ_NOTURNA_LIMITE = 500; // 夜间光线阈值（可调整）
const int ALARME_DURACAO = 30000; // 报警持续时间（30秒）
const int PIR_TRIGGER_ESTADO = HIGH; // PIR传感器触发状态（可结合硬件调整）

// 状态变量
int sensorState = LOW;
int alarmeAtivado = 0;
int sensorLuz = 0;
unsigned long alarmeInicioTempo = 0;
int ultimoEstadoSistema = -1; // 记录上一次系统状态，避免重复更新LCD
int ultimoEstadoAlarme = -1; // 记录上一次报警触发状态

void setup() {
  pinMode(alarmePiezoPin, OUTPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(sensorPirPin, INPUT);
  pinMode(botaoAtivarJanelaPin, INPUT_PULLUP);
  pinMode(botaoAtivarPortaPin, INPUT_PULLUP);

  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Sistema desligado");
}

void loop() {
  sensorState = digitalRead(sensorPirPin);
  sensorLuz = analogRead(fotoresistorPin);
  
  // 判断是否为夜间（系统激活条件）
  int estadoSistema = (sensorLuz < LUZ_NOTURNA_LIMITE) ? 1 : 0;

  // 仅当系统状态变化时更新LCD，避免频繁闪烁
  if (estadoSistema != ultimoEstadoSistema) {
    lcd.setCursor(0, 0);
    if (estadoSistema == 1) {
      lcd.print("Sistema Ligado   "); // 补空格覆盖旧内容
    } else {
      lcd.print("Sistema desligado");
      alarmeAtivado = 0; // 白天强制关闭报警
    }
    ultimoEstadoSistema = estadoSistema;
  }

  // 检测门/窗按钮触发
  if (digitalRead(botaoAtivarPortaPin) == LOW && estadoSistema == 1) {
    alarmeAtivado = 1;
    atualizarLCDLinha1("PORTA ABERTA!   ");
  } else if (digitalRead(botaoAtivarJanelaPin) == LOW && estadoSistema == 1) {
    alarmeAtivado = 1;
    atualizarLCDLinha1("JANELA ABERTA!  ");
  } else if (alarmeAtivado == 0 && estadoSistema == 1) {
    // 无报警时清空第二行
    atualizarLCDLinha1("                ");
  }

  // 夜间触发报警逻辑
  if (estadoSistema == 1) {
    if ((sensorState == PIR_TRIGGER_ESTADO) || (alarmeAtivado == 1)) {
      if (ultimoEstadoAlarme != 1) {
        alarmeInicioTempo = millis();
        ultimoEstadoAlarme = 1;
      }
      // 持续触发报警直到30秒结束
      if (millis() - alarmeInicioTempo < ALARME_DURACAO) {
        tone(alarmePiezoPin, 2000);
        digitalWrite(ledPin, HIGH);
      } else {
        // 报警结束后重置状态
        noTone(alarmePiezoPin);
        digitalWrite(ledPin, LOW);
        alarmeAtivado = 0;
        ultimoEstadoAlarme = 0;
        atualizarLCDLinha1("                ");
      }
    } else {
      // 无触发时关闭报警
      noTone(alarmePiezoPin);
      digitalWrite(ledPin, LOW);
      ultimoEstadoAlarme = 0;
    }
  } else {
    // 白天强制关闭报警
    noTone(alarmePiezoPin);
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    ultimoEstadoAlarme = 0;
  }

  delay(50); // 缩短延迟，提升响应速度
}

// 封装LCD第二行更新函数，避免重复代码
void atualizarLCDLinha1(String texto) {
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(texto);
}

修复说明 #

1. LCD显示问题解决

   • 新增状态变量记录上一次系统和报警状态，仅当状态变化时更新LCD，避免频繁刷新导致的闪烁
   • 打印文本时补充空格，覆盖旧内容，解决消息重叠问题
   • 封装LCD第二行更新函数，简化代码逻辑

2. 报警触发逻辑修复

   • 修正夜间判断逻辑：原代码将sensorLuz <500判定为系统关闭，与需求完全相反，现在改为夜间（光线低于阈值）系统激活
   • 使用millis()替代delay()实现30秒报警持续，避免阻塞主循环，保证LCD和按钮响应正常
   • 完善报警状态重置逻辑，报警结束后自动恢复系统正常状态

3. 添加可配置阈值

   • 新增LUZ_NOTURNA_LIMITE常量，可直接调整夜间光线判定阈值
   • 新增ALARME_DURACAO常量，方便修改报警持续时间
   • 新增PIR_TRIGGER_ESTADO常量，可结合硬件调整PIR传感器的触发逻辑

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Matheus Mendonca