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樓主: eagler8
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【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）

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561#
ID:513258 發表于 2019-6-24 15:47 | 只看該作者



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562#
ID:513258 發表于 2019-6-24 16:11 | 只看該作者

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563#
ID:513258 發表于 2019-6-24 16:12 | 只看該作者

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564#
ID:513258 發表于 2019-6-24 16:23 | 只看該作者
主要特點
●     智能反接保護，電源反接不會損壞IC。
●     IC控制電路與LED點光源公用一個電源。
●     控制電路與RGB芯片集成在一個5050封裝的元器件中，構成一個完整的外控像素點。
●     內置信號整形電路，任何一個像素點收到信號后經過波形整形再輸出，保證線路波形畸變不會累加。
●     內置上電復位和掉電復位電路。
●     每個像素點的三基色顏色可實現256級亮度顯示，完成16777216種顏色的全真色彩顯示，掃描頻率不低于400Hz/s。
●     串行級聯接口，能通過一根信號線完成數據的接收與解碼。
●     任意兩點傳傳輸距離在不超過5米時無需增加任何電路。
●     當刷新速率30幀/秒時，級聯數不小于1024點。
●      數據發送速度可達800Kbps。
●      光的顏色高度一致，性價比高。




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565#
ID:513258 發表于 2019-6-24 16:28 | 只看該作者
數據協議采用單線歸零碼的通訊方式，像素點在上電復位以后，DIN端接受從控制器傳輸過來的數據，首先送過來的24bit數據被第一個像素點提取后，送到像素點內部的數據鎖存器，剩余的數據經過內部整形處理電路整形放大后通過DO端口開始轉發輸出給下一個級聯的像素點，每經過一個像素點的傳輸，信號減少24bit。像素點采用自動整形轉發技術，使得該像素點的級聯個數不受信號傳送的限制，僅僅受限信號傳輸速度要求。

LED具有低電壓驅動，環保節能，亮度高，散射角度大，一致性好，超低功率，超長壽命等優點。將控制電路集成于LED上面，電路變得更加簡單，體積小，安裝更加簡便。



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566#
ID:513258 發表于 2019-6-24 16:45 | 只看該作者
應用領域
●     LED全彩發光字燈串，LED全彩模組， LED全彩軟燈條硬燈條，LED護欄管
●   LED點光源，LED像素屏，LED異形屏，各種電子產品，電器設備跑馬燈等




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567#
ID:513258 發表于 2019-6-24 16:58 | 只看該作者
只需要一個數字口就可以無限級聯的全彩RGB LED（我這里是四位的模塊）




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568#
ID:513258 發表于 2019-6-24 17:20 | 只看該作者
四位模塊電原理圖



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569#
ID:513258 發表于 2019-6-24 17:23 | 只看該作者
模塊引腳
VCC---這個引腳需要由一個5V-7V的直流電源接入。電壓過高（7V）的話會燒毀LED，電壓太低（5V）的話則會造成亮度過低，甚至造成LED不工作。

GND---公共引腳，接地，即接電源的負極。

IN---微控制器（或者是另外一個WS2812）的數據從這個引腳傳入LED。

OUT---數據從這里輸出給下一級的WS2812，如果這個WS2812是最后一級，則可直接懸空此引腳。




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570#
ID:513258 發表于 2019-6-24 18:12 | 只看該作者
下載WS2812驅動庫Adafruit_NeoPixel，有二鏈接；
https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel
www點tuicool點com/articles/IbaAJbE
好像需要三個庫，以適應不同情況下的使用
Adafruit_GFX
Adafruit_NeoPixel
Adafruit_NeoMatrix

解壓縮每個庫，從文件夾名稱中刪除“-master”并將它們移動到Arduino庫文件夾libraries里面。重新啟動Arduino IDE以加載庫。





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571#
ID:513258 發表于 2019-6-24 19:00 | 只看該作者

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572#
ID:513258 發表于 2019-6-24 19:03 | 只看該作者
第一個實驗：一只LED的呼吸燈

  1. /*
  2. 【Arduino】37種傳感器模塊系列實驗（36）
  3. 實驗三十六：WS2812B智能外控集成LED四位彩燈模塊（內置驅動IC）之一
  4. */

  6. #include <Adafruit_NeoPixel.h>
  7. #define PIN 6
  8. #define MAX_LED 1
  9. #define ADD true
  10. #define SUB false

  12. int val = 0;
  13. boolean stat = ADD;

  15. Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel( MAX_LED, PIN, NEO_RGB + NEO_KHZ800 );

  17. void setup(){
  18.   strip.begin();
  19.   strip.show();
  20. }

  22. void loop(){
  23.   uint32_t color = strip.Color(val, val, val);
  24.   strip.setPixelColor(0, color);
  25.   
  26.   if(val>=235)
  27.     stat = SUB;
  28.   if(val<=0)
  29.     stat = ADD;
  30.   
  31.   strip.show();
  32.   delay(15);
  33.   if(stat==SUB) val --;
  34.   else if(stat==ADD) val++;
  35. }
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573#
ID:513258 發表于 2019-6-24 19:21 | 只看該作者
第二個實驗：四只LED輪流全彩快閃

  1. /*
  2. 【Arduino】37種傳感器模塊系列實驗（36）
  3. 實驗三十六：WS2812B智能外控集成LED四位彩燈模塊（內置驅動IC）之二
  4. */

  6. #include <Adafruit_NeoPixel.h>

  8. #define PIN 6
  9. #define MAX_LED 4

  11. #define ADD true
  12. #define SUB false

  14. int val = 0;
  15. boolean stat = ADD;

  17. Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel( MAX_LED, PIN, NEO_RGB + NEO_KHZ800 );

  19. void setup()
  20. {
  21.   strip.begin();           
  22.   strip.show();           
  23. }

  25. void loop()
  26. {
  27.   uint8_t i,a=0;                                       
  28.   uint32_t color = strip.Color(0, 100, 255);        
  29.   while(a<10)
  30.   {
  31.       for(i=0;i<9;i++)
  32.       {
  33.         if(i==a) strip.setPixelColor(i, color);     
  34.         else strip.setPixelColor(i, 0);            
  35.       }
  36.        strip.show();                                
  37.        delay(30);                                   
  38.        a++;                                         
  39.   }
  40. }
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574#
ID:513258 發表于 2019-6-24 19:39 | 只看該作者
第三個實驗：循序點亮四只綠色光LED

  1. /*
  2. 【Arduino】37種傳感器模塊系列實驗（36）
  3. 實驗三十六：WS2812B智能外控集成LED四位彩燈模塊（內置驅動IC）之三
  4. */

  6. #include <Adafruit_NeoPixel.h>
  7. #ifdef __AVR__
  8. #include <avr/power.h>
  9. #endif

  11. #define PIN            6
  12. #define NUMPIXELS      4

  14. Adafruit_NeoPixel pixels = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

  16. int delayval = 500;

  18. void setup() {

  20. #if defined (__AVR_ATtiny85__)
  21.   if (F_CPU == 16000000) clock_prescale_set(clock_div_1);
  22. #endif

  24.   pixels.begin();
  25. }

  27. void loop() {

  29.   for(int i=0;i<NUMPIXELS;i++){

  31.     pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(0,150,0));

  33.     pixels.show();

  35.     delay(delayval);

  37.   }
  38. }
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575#
ID:513258 發表于 2019-6-24 19:56 | 只看該作者

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576#
ID:513258 發表于 2019-6-24 20:57 | 只看該作者
本帖最后由 eagler8 于 2019-6-25 10:34 編輯

實驗三十七：MQ-3酒精乙醇傳感器模塊（半導體式表面電阻控制型）

MQ-3氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫(SnO2)。當傳感器所處環境中存在酒精蒸汽時，傳感器的電導率隨空氣中酒精氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導率的變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號。 MQ-3氣體傳感器對酒精的靈敏度高，可以抵抗汽油、煙霧、水蒸氣的干擾。這種傳感器可檢測多種濃度酒精氣氛，是一款適合多種應用的特種傳感器。




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577#
ID:513258 發表于 2019-6-25 08:37 | 只看該作者

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578#
ID:513258 發表于 2019-6-25 08:37 | 只看該作者

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579#
ID:513258 發表于 2019-6-25 09:58 | 只看該作者

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580#
ID:513258 發表于 2019-6-25 10:01 | 只看該作者

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581#
ID:513258 發表于 2019-6-25 10:35 | 只看該作者
工作原理
MQ-3屬于表面電阻控制型酒精氣體濃度氣敏傳感器，其敏感材料是活性很高的金屬氧化物半導體，最常用的如SnO2（二氧化錫）。當N型半導體的表面，在高溫下遇到離解能力較小（易失去電子）的還原性氣體時，氣體分子中的電子將向MQ3氣敏電阻表面轉移，使氣敏電阻中的自由電子濃度增加，電阻率降低，電阻減小。半導體式傳感器是利用一些金屬氧化物半導體材料，在一定溫度下，電導率隨著環境氣體成份的變化而變化的原理制造的，MQ-3酒精傳感器就是其中一種，它是利用二氧化錫在高溫下遇到酒精氣體時，電阻會急劇減小的原理制造的。



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582#
ID:513258 發表于 2019-6-25 11:06 | 只看該作者
MQ-3可應用于家庭、工廠、商業場所的氣體泄漏監測裝置，防火，安全探測系統。氣體泄漏報警器．氣體檢漏儀。高靈敏度、快速響應恢復、優異的穩定性、長壽命、驅動電路簡單、電信號輸出強。






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583#
ID:513258 發表于 2019-6-25 11:17 | 只看該作者
優點
可有效用于酒精、乙醇等氣體的檢測。壽命長、成本低廉，適用于民用氣體的檢測，高質量的半導體傳感器也可滿足工業檢測的需求。

缺點
需要預熱，穩定性較差，受環境溫度、濕度等因素影響較大；每一種傳感器的選擇性都不是唯一的，輸出參數也不能確定，不宜應用于計量準確要求的場所。




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584#
ID:513258 發表于 2019-6-25 11:21 | 只看該作者
使用注意事項
1、避免暴露于可揮發性硅化合物蒸氣中，傳感器要避免暴露于硅粘接劑、發膠、硅橡膠、膩子或其它存在可揮發性硅化合物的場所。如果傳感器的表面吸附了硅化合物蒸氣，傳感器的敏感材料會被硅化合物分解形成的二氧化硅包裹，抑制傳感器的敏感性，并且不可恢復。
2、避免高腐蝕性的環境，傳感器暴露在高濃度的腐蝕性氣體（如 H 2 S，SO X ，Cl 2 ，HCl 等）中，不僅會引起加熱材料及傳感器引線的腐蝕或破壞，并會引起敏感材料性能發生不可逆的劣變。
3、避免堿、堿金屬鹽、鹵素的污染，傳感器被堿金屬尤其是鹽水噴霧污染后，或暴露在鹵素如氟利昂中，也會引起性能劣變。
4 、避免接觸到水，濺上水或浸到水中會造成傳感器敏感特性下降。
5 、避免結冰，水在傳感器敏感材料表面結冰會導致敏感層碎裂而喪失敏感特性。
6 避免施加電壓過高，如果給傳感器或加熱器施加的電壓高于規定值，即使傳感器沒有受到物理損壞或破壞，也會造成引線和/或加熱器損壞，并引起傳感器敏感特性下降。



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585#
ID:513258 發表于 2019-6-25 14:50 | 只看該作者
MQ-3酒精乙醇傳感器模塊（半導體式表面電阻控制型）






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586#
ID:513258 發表于 2019-6-25 15:37 | 只看該作者
規格參數
1. 探測范圍：10~1000ppm酒精
2. 特征氣體：125ppm酒精
3. 加熱電壓：5±0.2V（AC·DC）
4. 回路電壓：≤24V    DC
5. 負載電阻：可調
6. 清潔空氣中電壓：≤1.5V
7. 靈敏度：Rin air/Rin typical gas≥5
8. 響應時間：≤10S
9. 恢復時間：≤30S
10.元件功耗：≤0.9W
11.主要芯片：LM393、MQ-3氣體傳感器
12.使用壽命：5年




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587#
ID:513258 發表于 2019-6-25 15:41 | 只看該作者
電原理圖






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588#
ID:513258 發表于 2019-6-25 16:13 | 只看該作者
電氣性能
主要芯片：LM393、MQ-3氣體傳感器
輸入電壓：DC5V 功耗（電流）：150mA
DO輸出：TTL數字量0和1（0.1和5V）
AO輸出：0.1-0.3V（相對無污染），最高濃度電壓4V左右
特別提醒：傳感器通電后，需要預熱20S左右，測量的數據才穩定，傳感器發熱屬于正常現象，因為內部有電熱絲，如果燙手就不正常了。





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589#
ID:513258 發表于 2019-6-25 16:21 | 只看該作者
模塊特色
1、采用優質雙面板設計，具有電源指示和TTL信號輸出指示；
2、具有DO開關信號（TTL）輸出和AO模擬信號輸出；
3、TTL輸出有效信號為低電平。（當輸出低電平時信號燈亮，可直接接單片機或繼電器模塊）
4、模擬量輸出電壓，濃度越高電壓越高。
5、對酒精檢測有較好的靈敏度。
6、有四個螺絲孔便于定位；
7、產品外形尺寸：32(L)*20(W)*22(H)
8、具有長期的使用壽命和可靠的穩定性
9、快速的響應恢復特性
10、用于機動車駕駛人員及其他嚴禁酒后作業人員的現場檢測，也用于其他場所乙醇蒸汽的檢測，探測酒精范圍：探測范圍 10～ 1000ppm。




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590#
ID:513258 發表于 2019-6-25 16:27 | 只看該作者
模塊接口定義（以實物為準）
1. AO:    傳感器模擬量輸出
2. DO:    數字量輸出(比較器輸出)
3. GND:  接地
4.  VCC:   電源輸入,范圍: 3V-24V




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591#
ID:513258 發表于 2019-6-25 16:30 | 只看該作者

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592#
ID:513258 發表于 2019-6-25 18:47 | 只看該作者
非常簡單的一個測試程序，讀讀串口數據，看看實驗波形

  1. /*
  2. 【Arduino】37種傳感器模塊系列實驗（37）
  3. 實驗三十七：MQ-3酒精乙醇傳感器模塊（半導體式表面電阻控制型）
  4. */

  6. void setup()
  7. {
  8.   Serial.begin(9600);
  9.   pinMode(A0,INPUT);
  10. }

  12. void loop()
  13. {
  14.   Serial.println(analogRead(A0));
  15.   delay(200);
  16. }
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593#
ID:513258 發表于 2019-6-25 18:52 | 只看該作者
預熱之后的串口數據，大概在250前后



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594#
ID:513258 發表于 2019-6-25 18:58 | 只看該作者

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595#
ID:513258 發表于 2019-6-25 19:02 | 只看該作者
而后，串口輸出的數字一直下降，大概十分鐘前后，穩定在75左右



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596#
ID:513258 發表于 2019-6-25 19:06 | 只看該作者
實驗用的是居家75%的消毒酒精



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597#
ID:513258 發表于 2019-6-25 19:12 | 只看該作者
這模塊確實對酒精很敏感，最高升到800多



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598#
ID:513258 發表于 2019-6-25 19:18 | 只看該作者
擰緊酒精瓶蓋后，數據有個緩慢的下降過程






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599#
ID:513258 發表于 2019-6-25 19:23 | 只看該作者
把酒精撒到地上一點，也能檢測到，數據幅度小很多




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600#
ID:513258 發表于 2019-6-25 19:44 | 只看該作者
一個檢測酒精濃度的報警程序，目前穩態數據在68



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