【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 2019-6-25 19:51

檢測到超標酒精濃度（大于400），報警燈亮

ID:513258 · 發(fā)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(shù)字口8 為Buzzer （蜂鳴器）

void setup()
{
  pinMode(Buzzer,OUTPUT); // 定義數(shù)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(fā)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�？刂茥U)

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(jiān)控機器的運轉(zhuǎn)狀況。

ID:513258 · 發(fā)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(guī)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(zhuǎn)壽命：2000,000 cycles Min
2、Push operating life 開關按壓壽命：1，000,000 cycles Min

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-26 08:12

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-26 08:12

ID:513258 · 發(fā)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(diào)節(jié)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(diào)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(wěn)壓器中用來調(diào)節(jié)輸出電壓，故設計搖桿電位器應滿中順時針調(diào)節(jié)時輸出電壓升高，反時針調(diào)節(jié)器節(jié)時輸出電壓降低；在可調(diào)恒流充電器中搖桿電位器用來調(diào)節(jié)充電電流折大小，設計搖桿電位器時應滿中順時針調(diào)節(jié)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(fā)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(fā)生變化，對應的X/Y電壓值也隨之變化，而用力按下?lián)u桿就會觸發(fā)按鍵按下，對應的SW信號變?yōu)榈碗娖健?br />

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-26 09:10

搖桿雙聯(lián)電位器實拍：通常是將兩個規(guī)格相同的電位器裝在同搖桿電位器結構一轉(zhuǎn)軸上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸時，兩個電位器的滑動觸點異步轉(zhuǎn)動。這個結構被稱為同軸異步雙聯(lián)動的電位器。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-26 09:26

還有一位高精度按鈕開關

ID:513258 · 發(fā)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(fā)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(fā)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(shù)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(shù)字開關量。模塊集成電源指示燈，可顯示工作狀態(tài)；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(xiàn)某種功能。

ID:513258 · 發(fā)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(shù)字量）
VRX X軸（模擬量）
VRY Y軸（模擬量）

ID:513258 · 發(fā)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(shù)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(shù)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(chuàng)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(tài)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(fā)表于 2019-6-26 10:23

一些應用場合

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-26 10:29

ID:513258 · 發(fā)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(shù)字輸入信號，連接到數(shù)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(fā)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�？刂茥U)
*/
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(fā)表于 2019-6-26 11:08

初始狀態(tài)

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-26 11:13

ID:513258 · 發(fā)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�？刂茥U)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(fā)表于 2019-6-26 12:03

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-26 12:04

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-26 13:15

實驗三十九：DS18B20單總線數(shù)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(jīng)濟的特點，使用戶可輕松組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)構建系統(tǒng)引入全新要概念。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-27 09:17

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-27 09:33

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-27 13:37

本帖最后由 eagler8 于 2019-6-27 16:16 編輯

DS18B20 的內(nèi)部結構主要由64 位ROM、溫度靈敏元件、內(nèi)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(nèi)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(xiàn)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(nèi)部存儲器。內(nèi)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(fā)器TH、TL 以及配置寄存器。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-27 13:45

測溫原理
用一個高溫度系數(shù)的振蕩器確定一個門周期，內(nèi)部計數(shù)器在這個門周期內(nèi)對一個低溫度系數(shù)的振蕩器的脈沖進行計數(shù)來得到溫度值。計數(shù)器被預置到對應于-55攝氏度的一個值。如果計數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)器又開始計數(shù)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(shù)器對溫度每增加一度所需計數(shù)的的值來實現(xiàn)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(shù)器的值和每一度的計數(shù)值。

ID:513258 · 發(fā)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(nèi)精度為±0. 5 ℃；
（3）通過編程可實現(xiàn)9~ 12 位的數(shù)字讀數(shù)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(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)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(shù)字信號輸出端；
（9）適用于冷凍庫，糧倉，儲罐，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，電訊機房，電力機房，電纜線槽等測溫和控制領域。

ID:513258 · 發(fā)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(fā)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(shù)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(shù)字。當確認以后就可以用復制寄存器的命令來將這些數(shù)字轉(zhuǎn)移到可電擦除RAM中。當修改過寄存器中的數(shù)時，這個過程能確保數(shù)字的完整性。高速暫存器RAM是由8個字節(jié)的存儲器組成；用讀寄存器的命令能讀出第九個字節(jié)，這個字節(jié)是對前面的八個字節(jié)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(xù)的數(shù)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(nèi)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(nèi)部的寄生電源。無論是內(nèi)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(shù)來確定溫度和數(shù)字的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化位所對應的轉(zhuǎn)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(shù)；當前5位為0時，讀取的溫度為正數(shù)。溫度為正時讀取方法為：將16進制數(shù)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成10進制即可。例：0550H = +85 度，F(xiàn)C90H = -55 度。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-27 16:23

使用要點
DS18B20 采用的是單線總線協(xié)議方式，即在一條數(shù)據(jù)線上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而單片機硬件上不支持單總線協(xié)議，因此必須采用軟件方法來模擬單總線的協(xié)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(shù)據(jù)，因此對讀寫的數(shù)據(jù)位有嚴格的時序要求，它有嚴格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-27 16:28

幾個應用電路

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-27 16:44

DS18B20單總線數(shù)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(fā)表于 2019-6-27 17:17

模塊特點
1、分辨率調(diào)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(shù)字信號輸出

ID:513258 · 發(fā)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(fā)表于 2019-6-27 17:31

搜索、下載庫文件-DallasTemperature

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-27 17:34

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-6-27 18:05

后來又安裝了一個庫-OneWire

ID:513258 · 發(fā)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(shù)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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