【Arduino】108種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料+代碼+圖形+仿真）

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 15:47

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 16:11

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 16:12

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 16:23

主要特點(diǎn)
●    智能反接保護(hù)，電源反接不會損壞IC。
●    IC控制電路與LED點(diǎn)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(gòu)成一個完整的外控像素點(diǎn)。
●    內(nèi)置信號整形電路，任何一個像素點(diǎn)收到信號后經(jīng)過波形整形再輸出，保證線路波形畸變不會累加。
●    內(nèi)置上電復(fù)位和掉電復(fù)位電路。
●    每個像素點(diǎn)的三基色顏色可實(shí)現(xiàn)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(lián)接口，能通過一根信號線完成數(shù)據(jù)的接收與解碼。
●    任意兩點(diǎn)傳傳輸距離在不超過5米時無需增加任何電路。
●    當(dāng)刷新速率30幀/秒時，級聯(lián)數(shù)不小于1024點(diǎn)。
●    數(shù)據(jù)發(fā)送速度可達(dá)800Kbps。
●    光的顏色高度一致，性價比高。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 16:28

數(shù)據(jù)協(xié)議采用單線歸零碼的通訊方式，像素點(diǎn)在上電復(fù)位以后，DIN端接受從控制器傳輸過來的數(shù)據(jù)，首先送過來的24bit數(shù)據(jù)被第一個像素點(diǎn)提取后，送到像素點(diǎn)內(nèi)部的數(shù)據(jù)鎖存器，剩余的數(shù)據(jù)經(jīng)過內(nèi)部整形處理電路整形放大后通過DO端口開始轉(zhuǎn)發(fā)輸出給下一個級聯(lián)的像素點(diǎn)，每經(jīng)過一個像素點(diǎn)的傳輸，信號減少24bit。像素點(diǎn)采用自動整形轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，使得該像素點(diǎn)的級聯(lián)個數(shù)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(qū)動，環(huán)保節(jié)能，亮度高，散射角度大，一致性好，超低功率，超長壽命等優(yōu)點(diǎn)。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。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 16:45

應(yīng)用領(lǐng)域
● LED全彩發(fā)光字燈串，LED全彩模組， LED全彩軟燈條硬燈條，LED護(hù)欄管
● LED點(diǎn)光源，LED像素屏，LED異形屏，各種電子產(chǎn)品，電器設(shè)備跑馬燈等

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 16:58

只需要一個數(shù)字口就可以無限級聯(lián)的全彩RGB LED（

我這里是四位的模塊）

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 17:20

四位模塊電原理圖

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 17:23

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(fù)極。

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

OUT---數(shù)據(jù)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。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 18:12

下載WS2812驅(qū)動庫Adafruit_NeoPixel，有二鏈接；
https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel
www點(diǎn)tuicool點(diǎn)com/articles/IbaAJbE
好像需要三個庫，以適應(yīng)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。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 19:00

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 19:03

第一個實(shí)驗(yàn)：一只LED的呼吸燈

/*
【Arduino】37種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（36）
實(shí)驗(yàn)三十六：WS2812B智能外控集成LED四位彩燈模塊（內(nèi)置驅(qū)動IC）之一
*/
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#define PIN 6
#define MAX_LED 1
#define ADD true
#define SUB false
int val = 0;
boolean stat = ADD;
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel( MAX_LED, PIN, NEO_RGB + NEO_KHZ800 );
void setup(){
strip.begin();
strip.show();
}
void loop(){
uint32_t color = strip.Color(val, val, val);
strip.setPixelColor(0, color);
if(val>=235)
stat = SUB;
if(val<=0)
stat = ADD;
strip.show();
delay(15);
if(stat==SUB) val --;
else if(stat==ADD) val++;
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 19:21

第二個實(shí)驗(yàn)：四只LED輪流全彩快閃

/*
【Arduino】37種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（36）
實(shí)驗(yàn)三十六：WS2812B智能外控集成LED四位彩燈模塊（內(nèi)置驅(qū)動IC）之二
*/
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#define PIN 6
#define MAX_LED 4
#define ADD true
#define SUB false
int val = 0;
boolean stat = ADD;
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel( MAX_LED, PIN, NEO_RGB + NEO_KHZ800 );
void setup()
{
strip.begin();
strip.show();
}
void loop()
{
uint8_t i,a=0;
uint32_t color = strip.Color(0, 100, 255);
while(a<10)
{
for(i=0;i<9;i++)
{
if(i==a) strip.setPixelColor(i, color);
else strip.setPixelColor(i, 0);
}
strip.show();
delay(30);
a++;
}
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 19:39

第三個實(shí)驗(yàn)：循序點(diǎn)亮四只綠色光LED

/*
【Arduino】37種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（36）
實(shí)驗(yàn)三十六：WS2812B智能外控集成LED四位彩燈模塊（內(nèi)置驅(qū)動IC）之三
*/
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#ifdef __AVR__
#include <avr/power.h>
#endif
#define PIN 6
#define NUMPIXELS 4
Adafruit_NeoPixel pixels = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
int delayval = 500;
void setup() {
#if defined (__AVR_ATtiny85__)
if (F_CPU == 16000000) clock_prescale_set(clock_div_1);
#endif
pixels.begin();
}
void loop() {
for(int i=0;i<NUMPIXELS;i++){
pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(0,150,0));
pixels.show();
delay(delayval);
}
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 19:56

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-24 20:57

本帖最后由 eagler8 于 2019-6-25 10:34 編輯

實(shí)驗(yàn)三十七：MQ-3酒精乙醇傳感器模塊（半導(dǎo)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(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在酒精蒸汽時，傳感器的電導(dǎo)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(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)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(yīng)用的特種傳感器。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 08:37

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 08:37

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 09:58

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 10:01

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 10:35

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(dǎo)體，最常用的如SnO2（二氧化錫）。當(dāng)N型半導(dǎo)體的表面，在高溫下遇到離解能力較�。ㄒ资ル娮樱┑倪€原性氣體時，氣體分子中的電子將向MQ3氣敏電阻表面轉(zhuǎn)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(dǎo)體式傳感器是利用一些金屬氧化物半導(dǎo)體材料，在一定溫度下，電導(dǎo)率隨著環(huán)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。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 11:06

MQ-3可應(yīng)用于家庭、工廠、商業(yè)場所的氣體泄漏監(jiān)測裝置，防火，安全探測系統(tǒng)。氣體泄漏報警器．氣體檢漏儀。高靈敏度、快速響應(yīng)恢復(fù)、優(yōu)異的穩(wěn)定性、長壽命、驅(qū)動電路簡單、電信號輸出強(qiáng)。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 11:17

優(yōu)點(diǎn)
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(zhì)量的半導(dǎo)體傳感器也可滿足工業(yè)檢測的需求。

缺點(diǎn)
需要預(yù)熱，穩(wěn)定性較差，受環(huán)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(shù)也不能確定，不宜應(yīng)用于計量準(zhǔn)確要求的場所。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 11:21

使用注意事項(xiàng)
1、避免暴露于可揮發(fā)性硅化合物蒸氣中，傳感器要避免暴露于硅粘接劑、發(fā)膠、硅橡膠、膩?zhàn)踊蚱渌嬖诳蓳]發(fā)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(fù)。
2、避免高腐蝕性的環(huán)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(fā)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(jié)冰，水在傳感器敏感材料表面結(jié)冰會導(dǎo)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(guī)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。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 14:50

MQ-3酒精乙醇傳感器模塊（半導(dǎo)體式表面電阻控制型）

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 15:37

規(guī)格參數(shù)
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(fù)載電阻：可調(diào)
6. 清潔空氣中電壓：≤1.5V
7. 靈敏度：Rin air/Rin typical gas≥5
8. 響應(yīng)時間：≤10S
9. 恢復(fù)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

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 15:41

電原理圖

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 16:13

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(shù)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(yù)熱20S左右，測量的數(shù)據(jù)才穩(wěn)定，傳感器發(fā)熱屬于正�，F(xiàn)象，因?yàn)閮?nèi)部有電熱絲，如果燙手就不正常了。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 16:21

模塊特色
1、采用優(yōu)質(zhì)雙面板設(shè)計，具有電源指示和TTL信號輸出指示；
2、具有DO開關(guān)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(dāng)輸出低電平時信號燈亮，可直接接單片機(jī)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(chǎn)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(wěn)定性
9、快速的響應(yīng)恢復(fù)特性
10、用于機(jī)動車駕駛?cè)藛T及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)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。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 16:27

模塊接口定義（以實(shí)物為準(zhǔn)）
1. AO: 傳感器模擬量輸出
2. DO: 數(shù)字量輸出(比較器輸出)
3. GND: 接地
4. VCC: 電源輸入,范圍: 3V-24V

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 16:30

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 18:47

非常簡單的一個測試程序，讀讀串口數(shù)據(jù)，看看實(shí)驗(yàn)波形

/*
【Arduino】37種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（37）
實(shí)驗(yàn)三十七：MQ-3酒精乙醇傳感器模塊（半導(dǎo)體式表面電阻控制型）
*/
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(A0,INPUT);
}
void loop()
{
Serial.println(analogRead(A0));
delay(200);
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 18:52

預(yù)熱之后的串口數(shù)據(jù)，大概在250前后

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 18:58

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 19:02

而后，串口輸出的數(shù)字一直下降，大概十分鐘前后，穩(wěn)定在75左右

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 19:06

實(shí)驗(yàn)用的是居家75%的消毒酒精

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 19:12

這模塊確實(shí)對酒精很敏感，最高升到800多

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 19:18

擰緊酒精瓶蓋后，數(shù)據(jù)有個緩慢的下降過程

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 19:23

把酒精撒到地上一點(diǎn)，也能檢測到，數(shù)據(jù)幅度小很多

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-25 19:44

一個檢測酒精濃度的報警程序，目前穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)在68

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