【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 2019-8-23 16:55

ID:513258 · 發表于 2019-8-23 16:57

ID:513258 · 發表于 2019-8-23 17:07

L298N電機驅動模塊性能特點：
　　1：可實現電機正反轉及調速。
　　2：啟動性能好，啟動轉矩大。
　　3：工作電壓可達到36V，4A。
　　4：可同時驅動兩臺直流電機。
　　5：適合應用于機器人設計及智能小車的設計。

情況一：用L298N驅動兩臺直流減速電機的電路。引腳A，B可用于PWM控制。如果機器人項目只要求直行前進，則可將IN1，IN2和IN3，IN4兩對引腳分別接高電平和低電平，僅用單片機的兩個端口給出PWM信號控制使能端A，B即可實現直行、轉彎、加減速等動作。

情況二：用L298實現二相步進電機控制。將IN1，IN2和IN3，IN4兩對引腳分別接入單片機的某個端口，輸出連續的脈沖信號。信號頻率決定了電機的轉速。改變繞組脈沖信號的順序即可實現正反轉。

ID:513258 · 發表于 2019-8-23 17:28

注意事項：
1.當你的驅動電壓（上圖標識為12V輸入，實際可以接受的輸入范圍是7-12V）為7V-12V的時候，可以使能板載的5V邏輯供電，當使用板載5V供電之后，接口中的+5V供電不要輸入電壓，但是可以引出5V電壓供外部使用。（這種即為常規應用！）
2.當驅動電壓高于12V，小于等于24V（芯片手冊中提出可以支持到35V，但是按照經驗一般298保守應用最大電壓支持到24V已經很了不起！）時，比如要驅動額定電壓為18V的電機。首先必須拔除板載5V輸出使能的跳線帽。然后在5V輸出端口外部接入5V，5V使能即一個電平為5V的控制信號，當此信號輸入有效時，且電機驅動模塊中電源供電正常時，電機驅動模塊輸出電流。否則即使電源供電正常，電機上也無電流。電壓對L298N內部邏輯電路供電。（這種是高壓驅動的非常規應用！）
3、L298N供電的5V如果是用另外電源供電的話，（即不是和單片機的電源共用），那么需要將單片機的GND和模塊上的GND連接在一起，只有這樣單片機上過來的邏輯信號才有個參考0點。此點非常重要，請注意。

ID:513258 · 發表于 2019-8-23 17:36

ID:513258 · 發表于 2019-8-23 18:12

ID:513258 · 發表于 2019-8-24 15:37

/*
【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（98）
實驗九十八： L298N電機驅動板模塊直流步進電機智能機器人小車模組
項目一：使用arduino中的analogWrite生產pwm波，這里analogWrite
可輸入的數字為0-255當然電機低于某個電壓就會不轉了，大家可以更改數
值來試一下，這種方法的缺點是無法修改pwm的頻率
*/
int input1 = 5; // 定義uno的pin 5 向 input1 輸出
int input2 = 6; // 定義uno的pin 6 向 input2 輸出
int enA = 10; // 定義uno的pin 10 向輸出A使能端輸出
void setup() {
pinMode(input1,OUTPUT);
pinMode(input2,OUTPUT);
pinMode(enA,OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(input1,HIGH); //給高電平
digitalWrite(input2,LOW); //給低電平
analogWrite(enA,200);
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-8-24 15:42

/*
【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（98）
實驗九十八： L298N電機驅動板模塊直流步進電機智能機器人小車模組
項目二：使用延時函數來制作pwm波，這種方法大家可能比較熟悉，因為
經常會用到delay函數，很簡單，有一點需要注意的是平時pwm波通常為
50hz即為20ms，所以我這里設置為pwm時間為20ms，即高低電平時間加
起來為20，也可以嘗試不同的頻率，試一下有什么效果。
*/
int input1 = 5; // 定義uno的pin 5 向 input1 輸出
int input2 = 6; // 定義uno的pin 6 向 input2 輸出
int enA = 10; // 定義uno的pin 10 向輸出A使能端輸出
void setup() {
pinMode(input1,OUTPUT);
pinMode(input2,OUTPUT);
pinMode(enA,OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(input1,HIGH); //給高電平
digitalWrite(input2,LOW); //給低電平
digitalWrite(enA,HIGH);
delay(10);
digitalWrite(enA,LOW);
delay(10);
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-8-24 15:46

ID:513258 · 發表于 2019-8-24 16:53

ID:513258 · 發表于 2019-8-24 16:55

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 17:22

37款傳感器與模塊的提法，在網絡上廣泛流傳，其實Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和模塊，依照實踐出真知（一定要動手做）的理念，以學習和交流為目的，這里準備逐一動手試試做實驗，不管成功與否，都會記錄下來---小小的進步或是搞不定的問題，希望能夠拋磚引玉。

實驗九十九： APDS-9960 GY-9960-3.3 RGB紅外手勢傳感器方向識別模塊

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 18:27

APDS-9960
具有先進的手勢檢測、接近檢測和數字環境光感應功能，是一款采用單個 8 引腳封裝的數字 RGB、環境光、近程和手勢傳感器裝置。該裝置具有與 I2C 兼容的接口，為紅色、綠色、藍色、透明（RGBC），近程和手勢感測配有紅外 LED。RGB 和環境光感測功能可在多種光條件下以及通過多種減振材料包括深色玻璃的情況下，檢測出光強度。此外，集成 UV-IR 遮光濾光片可實現精準的環境光和相關色溫感測。

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 18:47

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 18:58

Features
光學模塊中的 RGBC 光傳感器和帶紅外 LED 的近程和手勢檢測器
微型封裝尺寸：3.94（長）x 2.36（寬）x 1.35（高）毫米
I2C 接口與專用中斷引腳兼容
深色玻璃后運作的高靈敏度
RGBC 光感測，帶有集成 UV-IR 遮光濾光片
幾何排列的 RGBC 二極管可提供統一的角度響應
校準至 100 毫米檢測距離，無需客戶的最終產品校準
四個獨立的二極管可感應不同的方向
配有可見光遮光濾光片的近程和手勢感測
受專利保護的屏蔽設計，將近程串擾將至最低
集成光學透鏡，校準紅外 LED 光束并提升光電二極管的靈敏度。
低功耗：睡眠模式功率為 1.0 微安典型值

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 19:02

手勢檢測
APDS-9960是一款集成 ALS、紅外 LED 和接近檢測器的光學模塊和環境亮度感測 (ALS, Ambient Light Sensing)的環境亮度傳感器，使用雙光二極管來近似 0.01 lux 照度近似人眼的視覺反應，帶有上限和下限閾值的可編程中斷功能，高達16位分辨率，即使在深色玻璃后也能高靈活運作，接近傳感器經過完全調�？蛇M行100毫米物體檢測，免除終端設備和次組件的工廠校準需求。環境光動態范圍也從之前大10K lux增大到30K lux，太陽光校準大增至50K lux，大大提升了靈敏度并避免了強光干擾�？梢栽诖�1.0mm的Air Gap下精準工作，不用做外部隔離處理，極大的方便了客戶的結構設計。其等待狀態功耗 - 90μA 典型值，睡眠模式功率 - 2.2μA 典型值，更能節省能源；高達 400kHz (I2C 快速模式)專用中斷引腳，提供 I2C 接口兼容，可以適應所有手機硬件平臺和接口電壓，全集成方案，方便結構和電路設計。

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 19:37

這是一個 RGB和手勢傳感器模塊，小接口板具有內置APDS-9960芯片，提供環境光與顏色測量，接近檢測和非接觸手勢檢測。有了這個RGB和手勢感應器，你就可以控制一臺計算機，單片機，機器人，它比你的手一個簡單的刷卡功能強大的多！實際上，該手勢傳感器APDS-9960在三星Galaxy S5中使用。該APDS-9960是一個極小的傳感器，內置紫外線和紅外線阻隔濾鏡，四個單獨的二極管不同方向的敏感，以及一個I2C兼容接口。為了使用方便，設計出了以下引腳：VL（可選功率IR LED），GND（地），VCC（電源，APDS-9960傳感器），SDA（I2C數據），SCL（時鐘I2C）和INT（中斷）。每個APDS-9960還具有4至8英寸（10至20cm）的檢測范圍。

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 19:47

模塊電原理圖

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 19:49

該APDS-9960手勢檢測模塊特點：
工作電壓：3.3V
環境光及RGB色彩感應
接近檢測
手勢檢測
測量范圍：4-8in（10-20CM）
I2C接口（I2C地址：0x39）

對于APDS;
SDA = A4
SCL = A5
GND = GND
VCC = 3.3V

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 19:55

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 19:57

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 20:21

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 20:53

/*
【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（99）
實驗九十九： APDS-9960 GY-9960-3.3 RGB紅外手勢傳感器方向識別模塊
1、工具-管理庫-搜索“SparkFun_APDS-9960”庫-安裝
2、項目：串口顯示測量的四組數據（未接入LCD）
3、實驗接腳
SDA = A4
SCL = A5
GND = GND
VCC = 3.3V
*/
#include <Wire.h>
#include <SparkFun_APDS9960.h>
#include <LiquidCrystal.h>
SparkFun_APDS9960 apds = SparkFun_APDS9960();
uint16_t ambient_light = 0;
uint16_t red_light = 0;
uint16_t green_light = 0;
uint16_t blue_light = 0;
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
void setup() {
lcd.begin(16, 2);
Serial.begin(9600);
Serial.println();
Serial.println(F("--------------------------------"));
Serial.println(F("SparkFun APDS-9960 - ColorSensor"));
Serial.println(F("--------------------------------"));
if ( apds.init() ) {
Serial.println(F("APDS-9960 initialization complete"));
} else {
Serial.println(F("Something went wrong during APDS-9960 init!"));
}
if ( apds.enableLightSensor(false) ) {
Serial.println(F("Light sensor is now running"));
} else {
Serial.println(F("Something went wrong during light sensor init!"));
}
delay(500);
}
void loop() {
if ( !apds.readAmbientLight(ambient_light) ||
!apds.readRedLight(red_light) ||
!apds.readGreenLight(green_light) ||
!apds.readBlueLight(blue_light) ) {
Serial.println("Error reading light values");
} else {
Serial.print("Ambient: ");
Serial.print(ambient_light);
lcd.setCursor(1, 0);
lcd.print(red_light);
Serial.print(" Red: ");
Serial.print(red_light);
lcd.setCursor(7, 0);
lcd.print(green_light);
Serial.print(" Green: ");
Serial.print(green_light);
lcd.setCursor(1, 1);
lcd.print(blue_light);
Serial.print(" Blue: ");
Serial.println(blue_light);
}
delay(1000);
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 20:57

初始化后距離臺燈40CM的數據

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 21:15

不同手勢，四組數據各不相同

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 21:27

/*
【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（99）
實驗九十九： APDS-9960 GY-9960-3.3 RGB紅外手勢傳感器方向識別模塊
1、工具-管理庫-搜索“SparkFun_APDS-9960”庫-安裝
2、項目二：接入中斷，串口顯示7個不同的手勢符號
UP=向上
DOWN=向下
LEFT=向左
RIGHT=向右
NEAR=向近
FAR=向遠
NONE=無動作
3、實驗接腳
INT = D2
SDA = A4
SCL = A5
GND = GND
VCC = 3.3V
*/
#include <Wire.h>
#include <SparkFun_APDS9960.h>
// Pins
#define APDS9960_INT 2 // Needs to be an interrupt pin
// Constants
// Global Variables
SparkFun_APDS9960 apds = SparkFun_APDS9960();
int isr_flag = 0;
void setup() {
// Initialize Serial port
Serial.begin(9600);
Serial.println();
Serial.println(F("--------------------------------"));
Serial.println(F("SparkFun APDS-9960 - GestureTest"));
Serial.println(F("--------------------------------"));
// Initialize interrupt service routine
attachInterrupt(0, interruptRoutine, FALLING);
// Initialize APDS-9960 (configure I2C and initial values)
if ( apds.init() ) {
Serial.println(F("APDS-9960 initialization complete"));
} else {
Serial.println(F("Something went wrong during APDS-9960 init!"));
}
// Start running the APDS-9960 gesture sensor engine
if ( apds.enableGestureSensor(true) ) {
Serial.println(F("Gesture sensor is now running"));
} else {
Serial.println(F("Something went wrong during gesture sensor init!"));
}
}
void loop() {
if( isr_flag == 1 ) {
detachInterrupt(0);
handleGesture();
isr_flag = 0;
attachInterrupt(0, interruptRoutine, FALLING);
}
}
void interruptRoutine() {
isr_flag = 1;
}
void handleGesture() {
if ( apds.isGestureAvailable() ) {
switch ( apds.readGesture() ) {
case DIR_UP:
Serial.println("UP");
break;
case DIR_DOWN:
Serial.println("DOWN");
break;
case DIR_LEFT:
Serial.println("LEFT");
break;
case DIR_RIGHT:
Serial.println("RIGHT");
break;
case DIR_NEAR:
Serial.println("NEAR");
break;
case DIR_FAR:
Serial.println("FAR");
break;
default:
Serial.println("NONE");
}
}
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 21:28

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 21:59

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 22:00

ID:513258 · 發表于 2019-8-26 22:02

ID:513258 · 發表于 2019-8-27 10:01

本帖最后由 eagler8 于 2019-8-27 10:38 編輯

37款傳感器與模塊的提法，在網絡上廣泛流傳，其實Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和模塊，依照實踐出真知（一定要動手做）的理念，以學習和交流為目的，這里準備逐一動手試試做實驗，不管成功與否，都會記錄下來---小小的進步或是搞不定的問題，希望能夠拋磚引玉。

實驗一百： AT-09藍牙4.0BLE 模塊串口引出 CC2541兼容HM-10模塊

ID:513258 · 發表于 2019-8-27 10:38

CC2541
是一款針對低能耗以及私有 2.4GHz 應用的功率優化的真正片載系統 (SoC) 解決方案。它使得使用低總體物料清單成本建立強健網絡節點成為可能。 CC2541 將領先 RF 收發器的出色性能和一個業界標準的增強型 8051 MCU、系統內可編程閃存存儲器、8kB RAM 和很多其它功能強大的特性和外設組合在一起。 CC2541 非常適合應用于需要超低能耗的系統。這由多種不同的運行模式指定。運行模式間較短的轉換時間進一步使低能耗變為可能。

ID:513258 · 發表于 2019-8-27 11:09

如果CC2540上
的USB未啟用并且CC2541上的I2C/額外I/O未啟用，那么CC2541與CC2540在6mmx6mm方形扁平無引腳（QFN）40封裝內引腳兼容。與CC2540相比，CC2541提供更低RF流耗。CC2541沒有CC2540所具有的USB接口，并在TX模式中提供較低的最大輸出功率CC2541還增加了1個HWI2C接口。CC2541與CC2533優化RF4CEIEEE802.15.4SoC引腳兼容。CC2541有2個不同的版本：分別具有128kB和256kB閃存的的CC2541F128/F256。

ID:513258 · 發表于 2019-8-27 11:13

CC2540/41特性
　�。�1）射頻
　　–2.4GHz藍牙符合低能耗規范和私有的RF片載系統
　　–支持250kbps，500kbps，1Mbps，2Mbps的制器內核數據速率–出色的鏈路預算，不使用外部前段而支持長距離應用–高達0dBm的可編程輸出功率
　　–出色的接收器靈敏度（1Mbps時為-94dBm），可選擇性，和阻擋性能
　　–適合于針對符合世界范圍內的無線電頻率調節系統：ETSIEN300328和EN3004402類（歐洲），FCCCFR4715部分（美國），和ARIBSTD-T66（日本）

　�。�2）布局
　　–極少的外部組件–提供參考設計支持
　　–6mm×6mm方形扁平無引腳（QFN）-40封裝
　　–與CC2540引腳兼容（當不使用USB或者I2C時）（ADC）

　　（3）低功率
　　 –工作模式RX低至：17.9mA
　 –工作模式TX（0dBm）：18.2mA–功率模式1（4μs喚醒）：270μs–功率模式2（睡眠定時器打開）：1μs–功率模式3（外部中斷）：0.5μs

　�。�4）工作模式下TPS62730兼容低功率
　　–RX低至：14.7mA（3V電源）–TX（0dBm）：14.3mA（3V電源）

　　（5）微控制器
　　–具有代碼預取功能的高性能和低功率8051微控制器內核
　　–系統內可編程閃存，128或者256KB
　　–在所有功率模式下具有保持功能的8KBRAM
　　–支持硬件調試
　　–擴展基帶自動化，包括自動確認和地址解碼
　　–所有功率模式中對所有相關寄存器的保持

　�。�6）外設
　　–功能強大的5通道直接內存訪問（DMA）
　　–通用定時器（1個16位，2個8位）
　　–紅外（IR）生成電路
　　–具有捕捉功能的32kHz睡眠定時器
　　–精確數字接收到的數字信號強度指示器（RSSI）支持
　　–電池監視器和溫度感應器
　　–含8通道和可配置分辨率的12位模數轉換器（ADC）
　　–高級加密標準（AES）安全協處理器
　　–2個功能強大的支持幾個串行協議的通用異步接收發器（UART）
　　–23個通用I/O引腳（21×4mA，2×20mA）
　　–I2C接口
　　–2個具有LED驅動功能的I/O引腳
　　–安全裝置定時器
　　–集成的高性能比較器（7）開發工具
　　–CC2541評估模塊工具包（CC2541EMK）
　　–CC2541小型開發工具包（CC2541DK-MINI）
　　–SmartRF™軟件
　　–提供IAR嵌入式Workbench™

ID:513258 · 發表于 2019-8-27 11:17

ID:513258 · 發表于 2019-8-27 11:22

CC2540/41軟件特性
　�。�1）符合針對單模式藍牙低能耗（BLE）解決方案的符合藍牙4.0協議的堆棧器
　　–完全功率優化堆棧，包括控制器和主機
　　–GAP-中心設備，外設，或者廣播器（包括組合角色）
　　–屬性協議（ATT）/通用屬性配置文件（GATT）
　　–客戶端和服務器
　　–L2CAP說明
　　（2）示例應用和配置文件
　　–針對GAP中心和外圍作用的一般應用
　　–距離臨近，加速計，簡單關鍵字，和電池GATT服務
　　–BLE軟件棧內支持更多應用
　　（3）多重配置選項
　　–單芯片配置，允許應用運行在CC2541上
　　–用于運行在一個外部微處理器接口
　　–BTool-用于評估、開發和測試的視窗（Windows）PC應用

　　應用范圍
　　•2.4GHz藍牙低能耗系統
　　•私有的2.4GHz系統
　　•人機接口器件（鍵盤，鼠標，遙控）
　　•體育和休閑設備1個HWI2C接口。
　　•移動電話附件•消費類電子產品

ID:513258 · 發表于 2019-8-27 11:39

本帖最后由 eagler8 于 2019-8-27 12:22 編輯

CC2540/41 參數：
射頻部分：  支持BLE協議棧及私有2.4G RF片載系統；
傳輸速率：250kbps,500kbps,1Mbps,2Mbps;
輸出功率：0dBm(支持可編程輸出功率)
接收靈敏度：-94dBm@1Mbps；
適合針對符合世界范圍內的無線電頻率應用系統  出色的鏈路預算，支持超長距離應用；
低功耗：  工作模式RX低至17.9mA;  工作模式TX(0dBm):18.2mA;  功率模式1（4us喚醒）：270uA;  功率模式2（睡眠定時器開）：1uA;  功率模式3（外部中斷）：0.5uA;
寬電源電壓范圍（2V-3.6V）;
MCU:  具有代碼預取功能的高性能和低功耗8051內核；
可編程Flash：CC2541F128 128KB 和CC2541F256 256KB;
支持硬件調試；
擴展基帶自動化，包括自動確認和低至解碼；
各個功率模式下，相關寄存器數據保持；
外設：  功能強大的5通道直接內存訪問（DMA）;
通用定時器（1個16bit,2 個8bit）;
紅外生產電路；
32kHz 具有捕獲功能的睡眠定時器；
支持RSSI（數字信號強度指示器）；
電池監視器和溫度傳感器  8通道12位模數轉化器（可配置分辨率）；
高級加密標準安全協處理器；
2個功能強大的支持多個串口協議的異步串口通信接口（UART）；
23個通用I/O接口（21*4mA;2*20mA）;
IIC 接口；
2個大電流I/O(直接驅動LED)；
安全裝置定時器；
集成的高性能比較器；
開發工具：  CC2541 評估模塊工具包（CC2541EMK）;  CC2541 小型開發工具包（CC2541DK-MINI）;  SmartRF 軟件；  提供IAR嵌入式Workbench.

ID:513258 · 發表于 2019-8-27 11:54

模塊亮點：

1.超低待機功耗 90uA~400uA

2.超遠連接距離32.8英尺/10米

3.超快反應速度0.4秒

4.安卓、蘋果、PC、MAC全通用.

5.收發無字節限制，最高可達3K Bytes/秒

6.不需要做MFI

7.IOS系統完美支持

8.Android4.3系統完美支持.

9.主從一體模塊，具透傳、遠控、PIO采集三種功能，通過AT指令集進行切換和設置，
與您之前用過的藍牙串口模塊一樣，在不改PCB和下位機程序的情況下輕松升級到藍4.0！

ID:513258 · 發表于 2019-8-27 12:13

模塊電原理圖

ID:513258 · 發表于 2019-8-27 12:21

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【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）