【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 11:04

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 11:09

功能特性
體積小，重量輕；
采用防反插接口；
具有反接保護，電源反接不會損壞IC；
支持Arduino IDE編程, 并且提供運行庫來簡化編程；
支持圖形可視化與仿真編程，適合全年齡用戶。

引腳定義
舵機接線方法（三線接線法）
　　（1）黑線（地線）
　　紅線（電源線）兩個標(biāo)準(zhǔn)：4.8V和6V藍線/黃線（信號線）
　　（2）棕線（地線）
　　紅線（電源線）兩個標(biāo)準(zhǔn)：4.8V和黃線（信號線）

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 11:21

舵機驅(qū)動的應(yīng)用場合：
      1. 高檔遙控仿真車,至少得包括左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)功能,高精度的角度控制,必然給你最真實的駕車體驗
      2. 多自由度機器人設(shè)計,為什么日本人設(shè)計的機器人可以上萬RMB的出售,而國內(nèi)設(shè)計的一些兩三千塊也賣不出去呢,還是一個品質(zhì)的問題
      3. 多路伺服航模控制,電動遙控飛機,油動遙控飛機,航海模型等

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 11:51

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實驗（86）
實驗八十六： 180度SG90舵機模塊（模擬9G）
測試舵機，0-180度之間循環(huán)轉(zhuǎn)動
*/
#include <Servo.h>
Servo myservo; // 創(chuàng)建舵機對象來控制舵機
int pos = 0; // 用來存儲舵機位置的變量
void setup()
{
myservo.attach(9); // 把連接在引腳9上的舵機賦予舵機對象
}
void loop()
{
for(pos = 0; pos <= 180; pos += 1) // 從0度到180度
{ // 步長為1度
myservo.write(pos); // 告訴舵機到達位置變量‘pos’
delay(15); // 舵機命令之間等待15ms
}
for(pos = 180; pos>=0; pos-=1) // 從180度到0度
{
myservo.write(pos); // 在相反的方向上移動舵機
delay(15); // 舵機命令之間等待15ms
}
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 12:32

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 13:19

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 13:20

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 13:57

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 14:01

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 14:02

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 14:04

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 14:08

實驗八十七： DS1307時鐘模塊 Tiny RTC I2C模塊 24C32存儲器時鐘(帶電池）

DS1307
是美國DALLAS公司推出的I2C總線接口實時時鐘芯片，它可獨立于 CPU工作，不受CPU主晶振及其電容的影響，且計時準(zhǔn)確，月累積誤差一般小于10秒。芯片還具有主電源掉電情況下的時鐘保護電路，DS1307的時鐘靠后備電池維持工作，拒絕CPU對其讀出和寫入訪問。同時還具有備用電源自動切換控制電路，因而可在主電源掉電和其它一些惡劣環(huán)境場合中保證系統(tǒng)時鐘的定時準(zhǔn)確性。DS1307具有產(chǎn)生秒、分、時、日、月、年等功能，且具有閏年自動調(diào)整功能。同時，DS1307芯片內(nèi)部還集成有一定容量、具有掉電保護特性的靜態(tài)RAM，可用于保存一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 14:47

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 14:59

主要參數(shù)
針腳數(shù):8
工作溫度范圍:0°C to +70°C
封裝類型:DIP
工作溫度最低:0°C
工作溫度最高:70°C
中斷類型:全天時間
器件標(biāo)號:1307
器件標(biāo)記:DS1307+
存儲器容量:56 bytes
存儲器類型:RAM
接口類型:Serial, I2C
時鐘頻率:32.768kHz
溫度范圍:商用
特點:方波輸出
電壓, Vcc 最大:5V
電源電壓最大:5.5V
電源電壓最小:4.5V
類型:RTC
芯片標(biāo)號:1307
表面安裝器件:通孔安裝
輸出數(shù):1
邏輯功能號:1307

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 15:32

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 15:48

主要特點
56字節(jié)非失性的RAM
兩線串行接口
可編程方波輸出
自動掉電檢測和切換電路
在電池備份模式下，功耗小于500nA
工業(yè)級的工作溫度： -40 到80
8腳DIP和SOIC封裝
可對秒，時，分，每月的天數(shù)，月份，每周的天數(shù)進行計數(shù)，并具有閏年補償功能。計年上限2100。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 15:57

DS1307時鐘模塊 Tiny RTC I2C模塊 24C32存儲器時鐘(帶電池）

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 16:02

模塊特色
1、采用DS1307 I2C實時時鐘芯片(RTC)
2、使用24C32 32K I2C EEPROM存儲器
3、采用LIR2032可充電鋰電池，并帶充電電路
4、解決DS1307帶備用電池不能讀寫的問題。
5、充滿電后，能提供DS1307計時1年。
6、設(shè)計小巧，27mm*28mm*8.4mm
7、引出DS1307的時鐘引腳，為單片機提供時鐘信號。
8、可以級聯(lián)其他I2C設(shè)備。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 16:05

模塊電原理圖

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 16:15

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 17:04

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實驗（87）
實驗八十七： DS1307時鐘模塊 Tiny RTC I2C模塊 24C32存儲器(帶電池）
項目：串口顯示時間
*/
#include <Wire.h>
#include <RTClib.h>
DS1307 RTC;
void setup () {
Serial.begin(57600);
Wire.begin();
RTC.begin();
RTC.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__));
}
void loop () {
DateTime now = RTC.now();
Serial.print(now.year(), DEC);
Serial.print('/');
Serial.print(now.month(), DEC);
Serial.print('/');
Serial.print(now.day(), DEC);
Serial.print(' ');
Serial.print(now.hour(), DEC);
Serial.print(':');
Serial.print(now.minute(), DEC);
Serial.print(':');
Serial.print(now.second(), DEC);
Serial.println();
delay(3000);
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 17:16

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 17:18

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 18:20

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 18:23

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 18:25

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 18:47

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 18:48

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 18:52

實驗八十八： LCD1602液晶屏5V顯示模塊

1602液晶
也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。市面上字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-11 06:53

LCD
是 Liquid Crystal Display 的簡稱，意為“液態(tài)晶體顯示器”，也叫液晶顯示器。LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片，通過TFT上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉(zhuǎn)動方向，從而達到控制每個像素點偏振光出射與否而達到顯示目的。現(xiàn)在LCD已經(jīng)替代CRT成為主流，價格也已經(jīng)下降了很多，并已充分普及。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-11 07:35

本帖最后由 eagler8 于 2019-8-11 09:38 編輯

液晶
某些物質(zhì)在熔融狀態(tài)或被溶劑溶解之后，盡管失去固態(tài)物質(zhì)的剛性，卻獲得了液體的易流動性，并保留著部分晶態(tài)物質(zhì)分子的各向異性有序排列，形成一種兼有晶體和液體的部分性質(zhì)的中間態(tài)，這種由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化過程中存在的取向有序流體稱為液晶。液晶是在自然界中出現(xiàn)的一種十分新奇的中間態(tài)，并由此引發(fā)了一個全新的研究領(lǐng)域。自然界是由各種各樣不同的物質(zhì)組成。以前，人們熟知的是物質(zhì)存在有3態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。而固態(tài)又可以分為晶態(tài)和非晶態(tài)。在晶態(tài)固體中分子具有取向有序性和位置有序性，即所謂的長程有序。當(dāng)然這些分子在平衡位置會發(fā)生少許振動，但平均說來，它們一直保持這種高度有序的排列狀態(tài)。

當(dāng)通電時導(dǎo)通，排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時排列混亂，阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。從技術(shù)上簡單地說，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。當(dāng)光束通過這層液晶時，液晶本身會排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。大多數(shù)液晶都屬于有機復(fù)合物，由長棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。將液晶倒入一個經(jīng)精良加工的開槽平面，液晶分子會順著槽排列，所以假如那些槽非常平行，則各分子也是完全平行的。液晶是一種介于晶體狀態(tài)和液態(tài)狀態(tài)之間的中間物質(zhì)。它兼有液體和晶體的某些特點，表現(xiàn)出一些獨特的性質(zhì)。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-11 07:47

液晶顯示材料
具有明顯的優(yōu)點：驅(qū)動電壓低、功耗微小、可靠性高、顯示信息量大、彩色顯示、無閃爍、對人體無危害、生產(chǎn)過程自動化、成本低廉、可以制成各種規(guī)格和類型的液晶顯示器，便于攜帶等。由于這些優(yōu)點。用液晶材料制成的計算機終端和電視可以大幅度減小體積等。液晶顯示技術(shù)對顯示顯像產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深刻影響，促進了微電子技術(shù)和光電信息技術(shù)的發(fā)展。液晶顯示材料最常見的用途是電子表和計算器的顯示板，為什么會顯示數(shù)字呢？原來這種液態(tài)光電顯示材料，利用液晶的電光效應(yīng)把電信號轉(zhuǎn)換成字符、圖像等可見信號。液晶在正常情況下，其分子排列很有秩序，顯得清澈透明，一旦加上直流電場后，分子的排列被打亂，一部分液晶會改變光的傳播方向，液晶屏前后的偏光片會阻擋特定方向的光線，從而產(chǎn)生顏色深淺的差異，因而能顯示數(shù)字和圖象。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-11 08:28

LCD 構(gòu)成
1．背光源（或背光模組）——由于液晶分子自身是無法發(fā)光的，因此若想出現(xiàn)畫面，液晶顯示器需要專門的發(fā)光源來提供光線，然后經(jīng)過液晶分子的偏轉(zhuǎn)來產(chǎn)生不同的顏色。而背光源起到的就是提供光能的作用。之前液晶顯示器采用的都是名叫CCFL的冷陰極射線管，其發(fā)光原理與日光燈幾乎完全相同，而現(xiàn)在新品液晶顯示器都采用了更加節(jié)能、長壽面的LED背光源。燈管（或LED）發(fā)光后藉由導(dǎo)光板將光線分布到各處，通過背面的反射板將所有的光線的方向集中朝向液晶分子。最后光線通過prism sheet以及擴散板將光線均勻的散發(fā)出去，避免出現(xiàn)中央亮度過高、四周亮度過低的情況。
2．上下層兩個偏光片——偏光片的作用是讓光線從單方向通過。
3．上層和下層兩塊玻璃基板——玻璃基板不僅僅是兩塊玻璃那么簡單，其內(nèi)側(cè)具有溝槽結(jié)構(gòu)，并附著配向膜，可以讓液晶分子沿著溝槽整齊的排列。在上、下兩層玻璃兩側(cè)會貼有TFT薄膜晶體管和彩色濾光片。
4．ITO透明導(dǎo)電層——其作用是提供導(dǎo)電通路，分為像素電極（P級）和公共電極（M級）。在下一頁中我們?yōu)榇蠹抑v解液晶面板結(jié)構(gòu)更多的內(nèi)容。
5．薄膜晶體管（就是我們經(jīng)常所說的TFT）——我們經(jīng)常說TFT-LCD，其實際上指的就是這個薄膜晶體管，它的作用類似于開關(guān)，TFT能夠控制IC控制電路上的信號電壓，并將其輸送到液晶分子中，決定液晶分子偏轉(zhuǎn)的角度大小，因此其是非常重要的一個部件。
6．液晶分子層 ——液晶分子層是改變光線偏光狀態(tài)最重要的元素，通過電力和彈性力共同決定其排列和偏光狀態(tài)。
7．彩色濾光片——通過液晶分子偏轉(zhuǎn)的光線只能顯示不同的灰階，但是不能提供紅、綠、藍（RGB）三原色，而彩色濾光片則由RGB三種過濾片組成，通過三者混和調(diào)節(jié)各個顏色與亮度。液晶面板中每一個像素由紅、綠、藍3個點構(gòu)成，每種顏色的點各自擁有不同的灰階變化。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-11 08:42

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-11 08:54

LCD與OLED的不同點
雖然在一定環(huán)境下觀看LCD顯示屏?xí)霈F(xiàn)色彩失真的現(xiàn)象，但這并不代表LCD一點優(yōu)點都沒有，存在即合理，LCD也還是具有很多優(yōu)點的。例如消費者最關(guān)心的功率消耗的問題，LCD的功率消耗量是比較小的，而且一般LCD顯示屏都會采用數(shù)字式接口，用起來也是非常方便的。

OLED的工作原理是利用ITO玻璃透明電極和金屬電極分別作為期間的陽極和也陰極，在一定電壓驅(qū)動下，電子和空穴分別從陰極和陽極注入到電子傳輸層和空穴傳輸層，然后分別遷移到發(fā)光層激發(fā)后發(fā)出可見光。OLED的顯示核心是自發(fā)光體，與LCD相比，雖然OLED的成本相對較高，但它快速響應(yīng)時間可縮短為微妙級別，因為其不需要背光，所以具有寬視角的特性，上下左右的視角寬度可高達170度。此外，由于OLED理論上可以顯示無窮種色彩，所以即便是顯示黑色，也是可以達到全黑畫面的，這在對比度上就擁有了很大的優(yōu)勢。OLED屏可以做到彎曲、折疊的狀態(tài)，然而OLED最大的優(yōu)勢還不止對比度一點，OLED擁有超薄面板、重量輕的特點，值得一提的是，OLED屏可以做到彎曲、折疊，甚至可以像一張紙一樣掛在墻上、放在口袋里、鑲在衣服上。所以O(shè)LED更是受到大眾的喜愛。總的來說，OLED在圖像質(zhì)量與超薄的特點方面略勝一籌，在未來顯示行業(yè)中，OLED也將處于領(lǐng)先的趨勢。不過目前OLED受限于生產(chǎn)成本，在突破大尺寸顯示屏方面遭遇了瓶頸，在考慮成本方面，近些年OLED有望轉(zhuǎn)戰(zhàn)小屏市場，但無論如何，OLED仍將是未來幾年顯示行中的一匹黑馬。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-11 09:37

LCD1602液晶屏5V顯示模塊
1602字符型液晶也叫1602液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-11 09:42

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-11 09:45

管腳功能
1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：
第1引腳：GND為電源地
第2引腳：VCC接5V電源正極
第3引腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。
第4引腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。
第5引腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。
第6引腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負(fù)跳
變時執(zhí)行指令。
第7～14引腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電
源。
第15引腳背光正極，
第16引腳背光負(fù)極。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-11 10:14

模塊電原理圖

ID:282095 · 發(fā)表于 2019-8-11 10:43

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【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）