【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 2019-5-15 14:00

實驗七：旋轉電位器模塊

ID:513258 · 發表于 2019-5-15 14:05

電位器實際上就是可變電阻器，由于它在電路中的作用是獲得與輸入電壓(外加電壓)成一定關系得輸出電壓，因此稱之為電位器。通常被制造成不管使用多久均能維持原有的特性，若當位置傳感器使用，電位計可以是直線或旋轉式位置傳感器。電位計輸出一個電壓值，其正比于沿著可變電阻器之滑動器的位置。因為溫度變化、磨耗及滑動器與可變電阻器之間的污垢均會造成電阻變化，影響電位計的精度，因此，電位計有太低的準確度。由于材料的發展，特別是在導電性塑料，使得電位計在使用很長時間后仍可以維持原有特性，同時也改進它們的性能。

ID:513258 · 發表于 2019-5-15 14:08

電位器實際上就是可變電阻器，由于它在電路中的作用是獲得與輸入電壓(外加電壓)成一定關系得輸出電壓，因此稱之為電位器。通常被制造成不管使用多久均能維持原有的特性，若當位置傳感器使用，電位計可以是直線或旋轉式位置傳感器。電位計輸出一個電壓值，其正比于沿著可變電阻器之滑動器的位置。因為溫度變化、磨耗及滑動器與可變電阻器之間的污垢均會造成電阻變化，影響電位計的精度，因此，電位計有太低的準確度。由于材料的發展，特別是在導電性塑料，使得電位計在使用很長時間后仍可以維持原有特性，同時也改進它們的性能。

ID:513258 · 發表于 2019-5-15 14:12

電位器的主要參數有標稱阻值、額定功率、分辨率、滑動噪聲、阻值變化特性、耐磨性、零位電阻及溫度系數等。
1、電位器的標稱阻值和額定功率
2、電位器上標注的阻值叫標稱阻值。
3、電位器的額定功率是指在直流或交流電路中，當大氣壓為87~107kPa，在規定的額定溫度下。

ID:513258 · 發表于 2019-5-15 15:02

實驗仿真電路圖

ID:513258 · 發表于 2019-5-15 15:12

本帖最后由 eagler8 于 2019-6-6 18:20 編輯

實驗說明：旋轉電位器接入Arduino uno 的模擬端口A0，模擬量輸出0-5V電壓，控制3腳的LED燈從0-235，平滑暗至亮轉換。

/*
【Arduino】37種傳感器模塊系列實驗（7）
---旋轉電位器模塊
*/
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(A0,INPUT);
pinMode(3,OUTPUT);
}
void loop() {
analogWrite(3, (map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 235)));
Serial.println((map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 235)));
delay(200);
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-5-15 15:26

圖形編程如圖

ID:513258 · 發表于 2019-5-15 16:06

串口接收到的實驗數據

ID:513258 · 發表于 2019-5-28 20:38

實驗八：濕度傳感器模塊

00-1.jpg (20.41 KB, 下載次數: 978)

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2019-5-28 20:38 上傳

濕敏電阻是一種對環境溫度敏感的元件，它的電阻值能隨著環境的相對溫度變化而變化。濕敏電阻器在電路中的文字符號用字母“R”或“RS”表示，其電路圖形符號如下。

ID:513258 · 發表于 2019-5-28 20:54

工作原理
表示空氣濕度的方法一般有兩種，即絕對濕度和相對濕度絕對濕度是指空氣中含水置的絕對值，可用空氣中水蒸氣的分壓來表示。相對濕度是指空氣中的水蒸氣壓與同一溫度下的飽和蒸氣壓之比,用百分數表示。一般常用相對濕度來表征空氣的干濕程度。濕敏元件是指對相對濕度敏感的元件，它可以是濕敏電阻器，也可以是濕敏電容器或其它元件。但目前研究得較多的是濕敏電阻器。

濕敏元件一般應滿足以下要求：靈敏度高I元件隨濕度而變化的物理罱在0〜100%的相對濕度范圍內能有規則地重復變化>響應速度快；與溫度依賴關系小；能在高溫和低溫的環境中使用>對濕度以外的各種氣氛不靈敏；滯后效應小；小型；制作容易，使用方便，不易損壞，價廉等等。測量濕度的方法一般用毛發濕度計和千濕球濕度計，由于它們對濕度的變化反應較慢，并還有其它一些缺點，因此濕度自動控制和探空氣球等方面不宜使用。而濕敏電阻器具有測量精度較髙并便于使用等優點，所以被廣泛應用于各種濕度測量和控制系統中。

濕敏電阻器是一種電阻值隨環境相對濕度的變化而改變的敏感元件。它主要由感濕層、電極和具有一定機械強度的絕緣基體組成。感濕層在吸收了環境的水分后，引起兩電極間阻值的變化，這樣就能直接將相對濕度變換成電阻值。濕敏電阻器按感濕層所用的材料有很多種，如有氯化裡濕敏電阻器、碳濕敏電阻器、氧化物濕敏電阻器、硫酸鈣、獠化物、碘化物、偏磷酸鹽等濕敏電阻器和發光濕敏電阻器等。

ID:513258 · 發表于 2019-5-28 21:44

ID:513258 · 發表于 2019-5-28 21:44

ID:513258 · 發表于 2019-5-28 21:45

ID:513258 · 發表于 2019-5-28 21:45

ID:513258 · 發表于 2019-5-28 21:48

本帖最后由 eagler8 于 2019-5-29 16:13 編輯

HR202L小片式濕敏電阻是采用有機高分子材料的一種新型的濕度敏感元件，感濕范圍寬，長期使用性能穩定，可以應用于倉儲、車廂、居室內空氣質量控制、樓宇自控、醫療、工業控制系統及科研領域等廣泛的應用。

基本參數
定額電壓：1.5V AC (Max,正弦波)
定額功率：0.2mW (Max,正弦波)
工作頻率：500Hz～2kHz
使用溫度：0～60℃
使用濕度：95%RH以下（非結露）
濕滯回差：≤2%RH
響應時間：吸濕, ≤20S；脫濕≤40S
穩定性：≤1%RH/年
濕度檢測精度：≤±5%RH
相對濕度
條件：at25℃ 1kHz 1V AC (正弦波)
濕度： 60%RH
中心值：31 KΩ
阻抗值范圍：19.8～50.2 KΩ
濕度檢測精度：±5%RH。

ID:513258 · 發表于 2019-5-29 15:37

模塊用途：
濕度檢測，濕度傳感器，環境濕度檢測

ID:513258 · 發表于 2019-5-29 15:43

模塊電原理圖

ID:513258 · 發表于 2019-5-29 15:48

模塊特色：
1、工作電壓 3.3V-5V
2、設有固定螺栓孔，方便安裝
3、配電位器調節溫度檢測閥值
4、使用寬電壓 LM393 比較器
5、采用優質 HR202 濕敏傳感器
6、小板 PCB 尺寸：3.2cm x 1.4cm
7、比較器輸出，信號干凈，波形好，驅動能力強，超過 15mA
8、輸出形式：數字開關量輸出（0 和 1）或和AO模擬電壓輸出（4線）

ID:513258 · 發表于 2019-5-29 16:06

常見的應用電路

ID:513258 · 發表于 2019-5-29 16:17

模塊接線（3 線制）

1 VCC 外接 3.3V-5V
2 GND 外接 GND
3 DO 小板數字量輸出接口（0 和 1）

ID:513258 · 發表于 2019-5-29 16:21

模塊接線（4 線制）

1、VCC 接電源正極 3.3-5V
2、GND 接電源負極
3、DO TTL 開關信號輸出
4、AO 小板模擬信號輸出（電壓信號）

ID:513258 · 發表于 2019-5-29 16:41

模塊仿真實驗示意圖

ID:513258 · 發表于 2019-5-29 17:11

模塊使用:
1、濕敏傳感器模塊對環境濕度很敏感，一般用來檢測周圍環境的濕度；
2、通過對電位器的調節，可以改變濕度檢測的閥值（即控制濕度值），如需要控制環境濕度為 60%時，模塊則在相應環境濕度調到其綠燈亮，DO 則輸出低電平，低于此設定濕度值時，輸出高電平，綠燈不亮；
3、DO 輸出端可以與單片機直接相連，通過單片機來檢測高低電平，由此來檢測環境的濕度改變；
4、DO 輸出端也能直接驅動繼電器模塊，由此可以組成一個濕度開關，控制相關設備在合適的環境下工作；
5、小板模擬量輸出 AO 可以和Arduino的AO端相連，通過 AD 轉換，可以獲得環境濕度更精準的數值（4線才帶AO端）。

ID:513258 · 發表于 2019-5-29 17:16

本帖最后由 eagler8 于 2019-6-6 18:31 編輯

三線板數字端輸入，控制13腳LED燈

/*
【Arduino】37種傳感器模塊系列實驗（8）
---濕度傳感器模塊
*/
void setup() {
pinMode(7,INPUT);
pinMode(13,OUTPUT);
}
void loop() {
if (digitalRead(7)) {
digitalWrite(13, LOW);
}
else {
digitalWrite(13, HIGH);
delay(2000);
}
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-5-29 17:19

圖形編程

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 16:28

實驗九：火焰（紅外線）傳感器模塊

紅外光的基本原理
我們知道，人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長范圍為0.62～0.76μm；紫光的波長范圍為0.38～0.46μm。比紫光波長還短的光叫紫外線，比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線是波長介于微波和可見光之間的電磁波，波長在760納米到1毫米之間，是波形比紅光長的非可見光。自然界中的一切物體，只要它的溫度高于絕對零度(-273)就存在分子和原子的無規則運動，其表面就會不停的輻射紅外線。當然了，雖然是都輻射紅外線，但是不同的物體輻射的紅外強度是不一樣的，而我們正是利用了這一點把紅外技術應用到我們實際開發中。

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 16:50

火焰（紅外線）接收管
紅外接收管內部帶了一個具有紅外光敏感特征的PN節，屬于光敏二極管，但是它只對紅外光有反應。無紅外光時，光敏管不導通，有紅外光時，光敏管導通形成光電流，并且在一定范圍內電流隨著紅外光的強度的增強而增大。它廣泛用于各種家用電器的遙控接收器中，如音響、彩色電視機、空調器、VCD視盤機、DVD視盤機以及錄像機等。能很好地接收紅外發光二極管發射的波長為940nm的紅外光信號，而對于其他波長的光線則不能接收，因而保證了接收的準確性和靈敏度。

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 17:05

應用電路

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 17:35

模塊用途：
各種火焰、火源探測，紅外接收

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 17:43

模塊電原理圖

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 18:16

模塊特色：
1、可以檢測火焰或者波長在 760 納米～1100 納米范圍內的光源
2、探測角度 60 度左右，對火焰光譜特別靈敏
3、靈敏度可調（圖中藍色數字電位器調節）
4、對火焰的探測距離：跟靈敏度和火焰強度有關，一般 1m 以內適用（以打火機火焰測試，半米內能夠觸發傳感器）
5、比較器輸出，信號干凈，波形好，驅動能力強，超過15mA
6、工作電壓3.3V-5V
7、輸出形式：a 能夠輸出數字信號（高低電平），易于使用
b 能夠輸出模擬信號（電壓信號），適合高精度的場合
8、設有固定螺栓孔，方便安裝
9、小板PCB尺寸：3.2cm x 1.4cm
10、使用寬電壓LM393比較器

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 18:37

模塊接線說明（3線制）
1、VCC 接電源正極3.3-5V
2、GND 接電源負極
3、DO TTL開關信號輸出

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 18:44

模塊接口說明（4 線制）
1、VCC 接電源正極 3.3-5V
2、GND 接電源負極
3、DO TTL 開關信號輸出（0和1）
4、AO 小板模擬信號輸出（電壓信號）

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 20:07

仿真實驗示意圖

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 20:37

使用說明：
1、火焰傳感器對火焰最敏感，對普通光也是有反應的，一般用做火焰報警等用途。
2、模塊在環境火焰光譜或者光源達不到設定閾值時，DO 口輸出高電平，當外界環境火焰光譜或者光源超過設定閾值時，模塊 D0 輸出低電平；
3、模塊數字量輸出 D0 可以與Arduino UNO直接相連，通過Arduino來檢測高低電平，由此來檢測環境的溫度改變；
4、小板數字量輸出 DO 可以直接驅動繼電器模塊，由此可以組成一個火焰開關；
5、小板模擬量輸出 AO 可以和Arduino UNO的AO端相連，通過 AD 轉換，可以獲得環境濕度更精準的數值（4線板才帶AO端）；
6、傳感器與火焰要保持一定距離，以免高溫損壞傳感器，對打火機測試火焰距離為80cm，對火焰越大，測試距離越遠；
7、模塊也可以做為紅外接收感應器來使用。

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 20:48

實驗說明

接好 VCC 和 GND，模塊電源指示燈會亮，將模塊放置桌面上，在沒有火焰光譜情況下，如板子開關指示燈亮，則調節調節藍色電位器，直到開關指示燈滅；然后對著火焰傳感器最前端約 30cm 左右處打開打火機，會發現板上開關指示燈亮，然后然后熄滅打火機，則開關指示燈會滅。這個現象說明，火焰光譜可以觸發模塊，從而使開關指示燈點亮。火焰模塊模塊和數字13 接口自帶LED 搭建簡單電路，制作火焰提示燈，利用數字13 接口自帶的LED，將火焰傳感器接入數字3接口，當火焰傳感器感測到有按鍵信號時，LED 亮，反之則滅。

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 20:53

本帖最后由 eagler8 于 2019-6-6 18:37 編輯

/*
【Arduino】37種傳感器模塊系列實驗（9）
---火焰（紅外線）傳感器模塊
*/
void setup()
{
pinMode(3,INPUT);
pinMode(13,OUTPUT);
}
void loop() {
if (digitalRead(3)) {
digitalWrite(13, LOW);
}
else {
digitalWrite(13, HIGH);
delay(2000);
}
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 20:53

ID:513258 · 發表于 2019-6-3 21:06

圖為五路火焰傳感器模塊，模擬數字雙重輸出，滅火機器人用。

ID:513258 · 發表于 2019-6-4 16:51

實驗十：敲擊傳感器模塊（KY-031 ）

有機玻璃外殼的敲擊頭和振動開關類似，只是能感受較小振幅的振動，更靈敏一些，余振的時間能維持稍微久一點點。這個模塊簡單些，相關資料非常少。

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【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）