【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）

ID:513258 · 發表于 2019-6-25 19:51

檢測到超標酒精濃度（大于400），報警燈亮

ID:513258 · 發表于 2019-6-25 20:26

/*
【Arduino】37種傳感器模塊系列實驗（37）
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）之二
*/

int Buzzer=8; // 定義數字口8 為Buzzer （蜂鳴器）

void setup()
{
  pinMode(Buzzer,OUTPUT); // 定義數字口8 為輸出模式
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  int val;
  val=analogRead(A0);
  Serial.println(val,DEC);
  while(val<400)
   {
      digitalWrite(Buzzer,LOW); //蜂鳴器不響
      val=analogRead(A0);
      Serial.println(val,DEC);
   }
  digitalWrite(Buzzer,HIGH);  // 蜂鳴器響
}

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 07:45

實驗三十八：joystick雙軸XY按鍵搖桿模塊（PS2游戲航模控制桿)

搖桿電位器
安裝了兩個10K高精度電位器和一個按鍵開關，功率0.015W，最高使用電壓100V A.C，能垂直位置自動復位，用于控制鍵盤等, 可自由地控制方向，直觀地監控機器的運轉狀況。

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 07:57

一、MECHANICAL CHARACTERISTIC 機械特性
1、Operating force of lever 搖桿作動力：120±70 gf
2、Operating angle 操作角度：26° Max

二、ELECTRICAL CHARACTERISTIC 電氣特性
1、Rating power 額定功率：0.0125W
2、Maximum operating voltage最高使用電壓：AC 50V DC 5V
3、Voltage divider error 分壓誤差：44%～56%
4、Insulation resistance 絕緣阻抗：100M? 1 Minute at DC 250V
5、Dielectric voltage 耐電壓：1 Minute at AC 250V

三、SWITCH CHARACTERISTICS 開關規格
1、Operating force 開關按壓力：740±300gf
2、Contact resistance 接觸阻抗：100mΩ Max
3、Rating power 額定功率：DC12V 50mA

四、ENDURANCE CHARACTERISTIC 耐久特性
1、Rotational life 旋轉壽命：2000,000 cycles Min
2、Push operating life 開關按壓壽命：1，000,000 cycles Min

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 08:12

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 08:12

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 08:43

工作原理
搖桿電位器在直流電路中作為電流調節使用時，將有電流通過搖桿電位器的滑動臂，此時由于陽極氧化的原因會導致電阻值異常增加。在這種情況下，建議將連接電阻體的端子接負極，滑動臂接正極。如果直流電流直接通過搖桿電位器，搖桿電位器的陽極就會受到氧化損傷，從而讓搖桿電位器的阻抗變大，因此最好是將電流的負極接在跟碳膜片接觸的端子上，正極接在跟刷子（搖桿電位器接觸片）的端子上。搖桿電位器作為可變電阻器時，建議作調整電壓的分壓器使用，同時搖桿電位器的負載電阻RL應不小于搖桿電位器公稱阻值RT的10倍。在穩壓器中用來調節輸出電壓，故設計搖桿電位器應滿中順時針調節時輸出電壓升高，反時針調節器節時輸出電壓降低；在可調恒流充電器中搖桿電位器用來調節充電電流折大小，設計搖桿電位器時應滿中順時針調節時，電流增大。IC座，設計印刷板圖時，在使用IC座的場合下，一定要特別注意IC座上定位槽放置的方位是否正確，并注意各個IC腳位是否正確。

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 08:49

雙軸XY按鍵搖桿模塊
由兩個滑動變阻器和一個按鍵組成，當撥動搖桿時，滑動變阻器的阻值就發生變化，對應的X/Y電壓值也隨之變化，而用力按下搖桿就會觸發按鍵按下，對應的SW信號變為低電平。

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 09:10

搖桿雙聯電位器實拍：通常是將兩個規格相同的電位器裝在同搖桿電位器結構一轉軸上，調節轉軸時，兩個電位器的滑動觸點異步轉動。這個結構被稱為同軸異步雙聯動的電位器。

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 09:26

還有一位高精度按鈕開關

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 09:39

X和Y軸，一個按鍵
2.54mm排針接口，接線方便，通用性強
PCB尺寸（mm）：24X32

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 09:40

X和Y軸，一個按鍵
2.54mm排針接口，接線方便，通用性強
PCB尺寸（mm）：24X32

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 09:47

工作原理
模塊特設二路模擬輸出和一路數字輸出接口，輸出值分別對應（X，Y）雙軸偏移量，其類型為模擬量；按鍵表示用戶是否在Z軸上按下，其類型為數字開關量。模塊集成電源指示燈，可顯示工作狀態；坐標標識符清晰簡明、準確定位。為了更加方便地配合擴展板等標準接口，在設計上把 X,Y軸的電路都單獨引出，以控制輸入這個操縱桿模塊的 x、y的值以及在特定的值下實現某種功能。

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 09:57

引腳說明
名稱描述
GND 地
5V 電源5V
SW 按鍵（數字量）
VRX X軸（模擬量）
VRY Y軸（模擬量）

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 10:01

模塊性能
1.輸入電壓范圍：直流3.3V 至 5V。
2.輸出信號：模塊特設二路模擬輸出和一路數字輸出接口，輸出值分別對應（X，Y）雙軸偏移量，其類型為模擬量；按鍵表示用戶是否在Z軸上按下，其類型為數字開關量。
3.可以通過Arduino控制器編程，傳感器擴展板插接，完成具有創意性遙控互動作品。
4.十字搖桿為一個雙向的10K電阻器，隨著搖桿方向不同，抽頭的阻值隨著變化。本模塊使用5V供電，原始狀態下X,Y讀出電壓為2.5V左右，當隨箭頭方向按下，讀出電壓值隨著增加，最大到5V；箭頭相反方向按下，讀出電壓值減少，最小為0V。

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 10:23

一些應用場合

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 10:29

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 10:50

接線方式
GND、VCC（+5V）這兩個不用說了。
VRx，VRy （X、Y軸）為模擬輸入信號，連接到模擬IO口A0~A7。
VRx，VRy 的值：從 0 ~ 1023 分別代表左~右，上~下。中間值為512。
SW （Z軸）是數字輸入信號，連接到數字端口，并啟用上拉電阻。
SW 的值：1代表未按下，0代表按下。

實驗這里VRx接A0，VRy接A1，SW接D6

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 11:04

/*
【Arduino】37種傳感器模塊系列實驗（38）
實驗三十八：joystick雙軸XY按鍵搖桿模塊（PS2游戲航模控制桿)
*/
int value = 0;
void setup()
{
pinMode(6, INPUT_PULLUP);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
value = analogRead(A0);
Serial.print("X:");
Serial.print(value, DEC);
value = analogRead(A1);
Serial.print(" | Y:");
Serial.print(value, DEC);
value = digitalRead(6);
Serial.print(" | Z: ");
Serial.println(value, DEC);
delay(1000);
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 11:08

初始狀態

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 11:13

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 11:40

/*
【Arduino】37種傳感器模塊系列實驗（38）
實驗三十八：joystick雙軸XY按鍵搖桿模塊（PS2游戲航模控制桿)之二
*/
int JoyStick_X = A0;
int JoyStick_Y = A1;
int JoyStick_Z = 6;
void setup()
{
pinMode(JoyStick_Z, INPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
int x,y,z;
x=analogRead(JoyStick_X);
y=analogRead(JoyStick_Y);
z=digitalRead(JoyStick_Z);
Serial.print(x ,DEC);
Serial.print(",");
Serial.print(y ,DEC);
Serial.print(",");
Serial.println(z ,DEC);
delay(500);
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 12:03

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 12:04

ID:513258 · 發表于 2019-6-26 13:15

實驗三十九：DS18B20單總線數字溫度傳感器模塊

DS18B20
是世界第一片支持"一線總線"接口的溫度傳感器，一線總線獨特而且經濟的特點，使用戶可輕松組建傳感器網絡，為測量系統構建系統引入全新要概念。

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 09:17

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 09:33

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 13:37

本帖最后由 eagler8 于 2019-6-27 16:16 編輯

DS18B20 的內部結構主要由64 位ROM、溫度靈敏元件、內部存儲器和配置寄存器4 部分組成，如上圖所示。

( 1) 64 位ROM。它的內容是64 位序列號，它可以被看作是該DS18B20 的地址序列碼，其作用是使每個DS18B20 都各不相同，這樣就可以實現一根總線上掛接多個DS18B20 的目的。

( 2) 溫度靈敏元件。它完成對溫度的測量，測量后的結果存儲在2 個8 b 的溫度寄存器中。

( 3) 內部存儲器。內部存儲器包括一個高速暫存RAM 和一個非易失性的可電擦除的E2 PROM，后者存放高溫度和低溫度觸發器TH、TL 以及配置寄存器。

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 13:45

測溫原理
用一個高溫度系數的振蕩器確定一個門周期，內部計數器在這個門周期內對一個低溫度系數的振蕩器的脈沖進行計數來得到溫度值。計數器被預置到對應于-55攝氏度的一個值。如果計數器在門周期結束前到達0,則溫度寄存器（同樣初始化到-55攝氏度）的值增加，表明所測溫度大于-55攝氏度。

1。溫度系數振蕩器是指一種振蕩器，它的振蕩頻率與溫度之間有一個特定的關系，即不同的溫度對應不同的振蕩頻率。反之，測量出振蕩器的輸出頻率，就可測量出溫度值。
2.高溫度系數振蕩器：它的振蕩頻率受溫度的影響很大，溫度稍有變化，頻率就會變化很多，即對溫度敏感，多用于溫度傳感器。
3.低溫度系數振蕩器：它的振蕩頻率受溫度的影響很小，即使溫度變化很大，它的頻率也基本不變。

同時，計數器被復位到一個值，這個值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來補償感溫振蕩器的拋物線特性。然后計數器又開始計數直到 0，如果門周期仍未結束，將重復這一過程。斜坡式累加器用來補償感溫振蕩器的非線性，以期在測溫時獲得比較高的分辨力。這是通過改變計數器對溫度每增加一度所需計數的的值來實現的。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時知道在給定溫度下計數器的值和每一度的計數值。

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 15:54

主要特性
（1）獨特的單線接口方式，與單片機連接時僅需要一條口線；
（2）測溫范圍為- 55~ + 125℃，在- 10~ + 85℃范圍內精度為±0. 5 ℃；
（3）通過編程可實現9~ 12 位的數字讀數方式；
（4）用戶可自設定非易失性的報警上下限值；
（5）外圍電路簡單，使用時不需要外圍元件，可用數據總線供電，電壓范圍為3. 0 ~ 5. 5 V 無需備用電源；
（6）無需外部元件,獨特的一線接口,電源和信號混合在一起；
（7）每個芯片唯一編碼，支持聯網尋址，零功耗等待；
（8）DS18B20 有TO 92、SOIC 及CSP 封裝，其中VDD 為外接供電電源輸入端，GND 為公共地，DQ為數字信號輸出端；
（9）適用于冷凍庫，糧倉，儲罐，GPS衛星定位系統，電訊機房，電力機房，電纜線槽等測溫和控制領域。

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 16:07

部件描述
存儲器---DS18B20的存儲器包括高速暫存器RAM和可電擦除RAM，可電擦除RAM又包括溫度觸發器TH和TL，以及一個配置寄存器。存儲器能完整的確定一線端口的通訊，數字開始用寫寄存器的命令寫進寄存器，接著也可以用讀寄存器的命令來確認這些數字。當確認以后就可以用復制寄存器的命令來將這些數字轉移到可電擦除RAM中。當修改過寄存器中的數時，這個過程能確保數字的完整性。高速暫存器RAM是由8個字節的存儲器組成；用讀寄存器的命令能讀出第九個字節，這個字節是對前面的八個字節進行校驗。

64-位光刻ROM---前8位是DS18B20的自身代碼，接下來的48位為連續的數字代碼，最后的8位是對前56位的CRC校驗。64-位的光刻ROM又包括5個ROM的功能命令：讀ROM，匹配ROM，跳躍ROM，查找ROM和報警查找。 [2]
外部電源的連接。DS18B20可以使用外部電源VDD，也可以使用內部的寄生電源。當VDD端口接3.0V—5.5V的電壓時是使用外部電源；當VDD端口接地時使用了內部的寄生電源。無論是內部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電阻。

配置寄存器---配置不同的位數來確定溫度和數字的轉化。可以知道R1，R0是溫度的決定位，由R1，R0的不同組合可以配置為9位，10位，11位，12位的溫度顯示。這樣就可以知道不同的溫度轉化位所對應的轉化時間，四種配置的分辨率分別為0.5℃，0.25℃，0.125℃和0.0625℃，出廠時以配置為12位。

溫度的讀取---DS18B20在出廠時以配置為12位，讀取溫度時共讀取16位，前5個位為符號位，當前5位為1時，讀取的溫度為負數；當前5位為0時，讀取的溫度為正數。溫度為正時讀取方法為：將16進制數轉換成10進制即可。溫度為負時讀取方法為：將16進制取反后加1，再轉換成10進制即可。例：0550H = +85 度，FC90H = -55 度。

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 16:23

使用要點
DS18B20 采用的是單線總線協議方式，即在一條數據線上實現數據的雙向傳輸，而單片機硬件上不支持單總線協議，因此必須采用軟件方法來模擬單總線的協議是序來完成對DS18B20 芯片的訪問。由于DS18B20 是在一根I/ O 線上讀寫數據，因此對讀寫的數據位有嚴格的時序要求，它有嚴格的通信協議來保證各位數據傳輸的正確性和完整性。該協議定義了幾種信號的時序: 初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將單片機作為主設備，DS18B20 作為從設備，而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求DS18B20 回送數據，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數據接收。

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 16:28

幾個應用電路

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 16:44

DS18B20單總線數字溫度傳感器模塊
一、尺寸：長28mm X寬12mm X高10mm
二、主要芯片：18B20溫度傳感器
三、工作電壓：直流5V

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 17:17

模塊特點
1、分辨率調整范圍：9-12位
2、帶安裝孔方便安裝，孔徑：2.5
3、溫度測量范圍：-55~+125℃
4、溫度測量精度：0.5℃
5、工作電壓：DC5V
6、數字信號輸出

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 17:26

引腳接線
Arduino Uno    <------>       18B20溫度傳感器模塊
Pin 3                <------>       OUT (S)
5V                   <------>       VCC
GND                <------>       GND

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 17:31

搜索、下載庫文件-DallasTemperature

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 17:34

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 18:05

后來又安裝了一個庫-OneWire

ID:513258 · 發表于 2019-6-27 18:10

/*
【Arduino】37種傳感器模塊系列實驗（39）
實驗三十九：DS18B20單總線數字溫度傳感器模塊
*/
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#define ONE_WIRE_BUS 3
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
void setup(void)
{
Serial.begin(9600);
Serial.println("Dallas Temperature IC Control Library Demo");
sensors.begin();
}
void loop(void)
{
Serial.print(" Requesting temperatures...");
sensors.requestTemperatures();
Serial.println("DONE");
Serial.print("Temperature for Device 1 is: ");
Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0));
delay(500);
}

復制代碼

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密碼			立即注冊

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【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）