【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 2019-7-9 20:04

實驗器材：
1 個 Arduino 兼容主板 Catduino（不熟悉開源硬件的可以將其理解為 Atmega328P 單片機
開發(fā)板）及一根 mini USB 線；
1 個 Micro SD 卡模塊；
1 張三星的 2G 的 Micro SD 卡；
1 個 Arduino 接口擴展板 Base shield（內(nèi)鏈接）；
6 根母對母杜邦線，用于連接模塊的控制接口和 Base Shield 上引出的 SPI 接口。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-9 20:06

實驗步驟：
1. 將 Base Shield 直接插到 Catduino 主板上，確保 Micro SD 卡已格式化為 FAT16 或 FAT32
格式，并將其插到 Micro SD 卡模塊上。
2. 用 6 根母對母杜邦線將 Micro SD 卡模塊與 Base Shield 的 SPI 接口連接起來，如下表所示

3. 用mini USB將Catduino連接起來，如果是首次使用該主板，其USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動可從Arduino的IDE目錄下的drivers找到USB Drivers。
4. Micro SD卡讀寫的相關(guān)程序可使用Arduino IDE自帶的程序，目錄是
..\Arduino-1.0\libraries\SD。重新打開Arduino IDE，點擊工具欄的Open按鈕，打開SD中的CardInfo例程，如下圖所示，需要注意的是片選信號腳應(yīng)改成實際連接到模塊的片選腳，在本實驗中選擇D10。

選好串口、板子名稱，點擊燒錄按鈕，即可燒錄。該例程展示的是如何讀取 Micro SD 卡的信息，包括卡的類型、文件系統(tǒng)類型、存儲容量，也列出卡中的文件名稱。點擊 Serial Monitor即可查看。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-9 20:17

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 11:20

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實驗（52）
實驗五十二：SPI接口Micro SD卡模塊TF卡讀寫卡器（帶電平轉(zhuǎn)換芯片)
Arduino 的 uno 引腳
CS-------------10
MOSI（DI）------11
MISO（DO）------12
CLK------------13
*/
#include <SPI.h>
#include <SD.h>
File myFile;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
while (!Serial)
{
;
}
Serial.print("Initializing SD card...");
if (!SD.begin(10)) {
Serial.println("initialization failed!");
return;
}
Serial.println("initialization done.");
myFile = SD.open("123456.TXT");
if (myFile) {
Serial.println("123456.txt:");
Serial.println("↓↓↓↓");
while (myFile.available())
{
Serial.write(myFile.read());
}
myFile.close();
} else
{
Serial.println("error opening 123456.txt");
}
}
void loop() {
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 11:26

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 11:31

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 11:43

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 13:17

stephanie_han 發(fā)表于 2019-7-9 15:58
拿走了感激不盡

謝謝鼓勵，盡管拿吧

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 13:18

本帖最后由 eagler8 于 2019-7-10 13:42 編輯

Arduino 系列傳感器和模塊實驗?zāi)夸浨鍐危?/strong>
6樓       實驗一：干簧管傳感器模塊
19樓    實驗二：光敏電阻傳感器模塊
31樓    實驗三：微波雷達感應(yīng)開關(guān)模塊
43樓    實驗四：振動傳感器模塊
58樓    實驗五：熱敏電阻溫度傳感器模塊
66樓    實驗六：KY-038高感度聲音傳感器模塊
81樓    實驗七：旋轉(zhuǎn)電位器模塊
89樓    實驗八：濕度傳感器模塊
106樓實驗九：火焰（紅外線）傳感器模塊
120樓實驗十：敲擊傳感器模塊（KY-031 ）
130樓實驗十一：金屬觸摸傳感器模塊KY-36
138樓實驗十二：線性霍爾磁力傳感器模塊
152樓實驗十三：觸摸傳感器模塊
162樓實驗十四：傾斜傳感器模塊（角度開關(guān)）
180樓實驗十五：手指偵測心跳傳感器模塊KY-039
192樓實驗十六：電容式數(shù)字觸摸傳感器模塊（TTP223 ）
208樓實驗十七：HC-SR312微型人體感應(yīng)傳感器模塊
227樓實驗十八：0.25W太陽能滴膠板傳感器模塊（45X45毫米）
238樓實驗十九：常閉型SW-420震動開關(guān)傳感器模塊
253樓實驗二十：水銀開關(guān)傳感器模塊（KY-017）
268樓實驗二十一：激光頭傳感器模塊（KY-008）
286樓實驗二十二：MAX7219點陣顯示模塊（8X8 LED共陰）
312樓實驗二十三：NE555頻率可調(diào)脈沖發(fā)生器模塊（方波簡版）
328樓實驗二十四：水位水滴傳感器模塊（Water Sensor）
342樓實驗二十五：MQ-2氣敏式煙霧傳感器模塊（甲烷等）
368樓實驗二十六：4X4矩陣鍵盤模塊（輕觸式按鍵）
383樓實驗二十七：GY-BMP280-3.3 大氣壓強傳感器模塊（高度計）
399樓實驗二十八：5050 RGB全彩LED模塊 KY-009
412樓實驗二十九：DS1302實時時鐘模塊（帶電池CR2032 掉電走時）
434樓實驗三十：光敏二極管傳感器模塊（英語：photodiode ）
454樓實驗三十一：ISD1820錄音語音模塊（8-20秒）
513樓實驗三十二：雨滴傳感器模塊（雨水/雨量/葉面濕度）
532樓實驗三十三：ESP8266串口WIFI收發(fā)無線模塊（ESP-01S）
558樓實驗三十四：三色LED交通燈模塊（紅黃綠燈）
572樓實驗三十五：模擬量聲音傳感器模塊（4線制波形）
593樓實驗三十六：WS2812B智能外控集成LED四位彩燈模塊
609樓實驗三十七：MQ-3酒精乙醇傳感器模塊（半導(dǎo)體式）
636樓實驗三十八：joystick雙軸XY按鍵搖桿模塊（PS2游戲控制桿)
658樓實驗三十九：DS18B20單總線數(shù)字溫度傳感器模塊
681樓實驗四十：360度旋轉(zhuǎn)增量編碼器模塊（KY-040）
704樓實驗四十一：IS0203激光接收管傳感器模塊
728樓實驗四十二：5V低電平觸發(fā)單路繼電器模塊（常閉常開型）
749樓實驗四十三：DSM501A韓國PM2.5灰塵粉塵傳感器模塊
781樓實驗四十四：類比霍爾磁性傳感器 KY-035（模擬量）
807樓實驗四十五：紅外避障傳感器模塊（光電接近開關(guān)）
825樓實驗四十六：350Ω高精度電阻式應(yīng)變片傳感器 (彎曲感測器)
838樓實驗四十七：七段LED數(shù)碼管模塊Seven Segment Display
857樓實驗四十八：GY-291 數(shù)字三軸重力加速度傾斜度模塊
883樓實驗四十九：有源蜂鳴器報警器發(fā)聲模塊（低電平觸發(fā)）
898樓實驗五十：W25Q64 64Mbit FLASH外擴存儲模塊（SPI接口）
916樓實驗五十一：自鎖點動觸摸按鍵傳感器模塊（TTP223芯片）
941樓實驗五十二：SPI接口Micro SD卡模塊  TF卡讀寫卡器

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 14:08

實驗五十三：土壤濕度水分傳感器模塊（電阻式）

水
是一切生命機體的組成物質(zhì)，也是生命代謝活動所必需的物質(zhì)，又是人類進行生產(chǎn)活動的重要資源。地球上的水分布在海洋、湖泊、沼澤、河流、冰川、雪山，以及大氣、生物體、土壤和地層。水的總量約為1.4×109km3，其中96.5%在海洋中，約覆蓋地球總面積的70%。陸地上、大氣和生物體中的水只占很少的一部分。

水循環(huán)
是指地球上不同的地方上的水，通過吸收太陽的能量，改變狀態(tài)到地球上另外一個地方。例如地面的水分被太陽蒸發(fā)成為空氣中的水蒸氣。而水在地球的狀態(tài)包括固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。而地球中的水多數(shù)存在于大氣層、地面、地底、湖泊、河流及海洋中。水會通過一些物理作用，例如：蒸發(fā)、降水、滲透、表面的流動和地底流動等，由一個地方移動到另一個地方。如水由河川流動至海洋。由16,17世紀佩羅和馬略特發(fā)現(xiàn)。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 14:16

土壤濕度
亦稱土攘含水率，表示土壤干濕程度的物理量。是土壤含水量的一種相對變量。通常用土壤含水量占干土重的百分數(shù)是示，亦稱土壤質(zhì)量溫度，如用土壤水分榮基占土壤總?cè)莘e的百分數(shù)表示，則稱土壤容積濕度。通常說的土攘濕度，即指質(zhì)量濕度。還有用土壤含水量相當于田間持水量的百分數(shù)來表示土壤濕潤程度的，稱土攘相對濕度。土壤濕度決定農(nóng)作物的水分供應(yīng)狀況。土壤濕度過低，形成土壤干旱，作用光合作用不能正常進行，降低作物的產(chǎn)量和品質(zhì)；嚴重缺水導(dǎo)致作物凋萎和死亡。土壤濕度過高，惡化土壤通氣性，影響土壤微生物的活動，使作物根系的呼吸、生長等生命活動受到阻礙，從而影響作物地上部分的正常生長，造成徒長、倒伏、病害滋生等。土壤水分的多少還影響田間耕作措施和播種質(zhì)量，并影響土壤溫度的高低。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 14:21

土壤水分測定方法
①重量法。取土樣烘干，稱量其干土重和含水重加以計算。
②電阻法。使用電阻式土壤濕度測定儀測定。根據(jù)土壤溶液的電導(dǎo)性與土壤水分含量的關(guān)系測定土壤濕度。
③負壓計法。使用負壓計測定。當未飽和土壤吸水力與器內(nèi)的負壓力平衡時，壓力表所示的負壓力即為土壤吸水力，再據(jù)以求算土壤含水量。
④中子法。使用中子探測器加以測定。中子源放出的快中子在土壤中的慢化能力與土壤含水量有關(guān)，借助事先標定，便可求出土壤含水量。
⑤遙感法。通過對低空或衛(wèi)星紅外遙感圖象的判讀，確定較大范圍內(nèi)地表的土壤濕度。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 15:31

土壤濕度水分傳感器模塊，電阻式的，手頭有二種，一種紅色款是三線制（估計模擬量的），另一種是四線制（數(shù)字加模擬）

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 15:58

土壤濕度傳感器
就是監(jiān)測土壤的濕度，將其的硬件控制電路埋在作物根部的土壤水分傳感器監(jiān)測根部土壤的水分，該傳感器經(jīng)檢測電路將“濕度過高”和“濕度過低”信號經(jīng)編碼器傳至主控制器，由主控制器決定控制狀態(tài)�！皾穸冗^高”則停止灌溉;“濕度過低”則通過光電隔離、繼電器控制接在水源的電磁閥。該系統(tǒng)還具有故障報警功能。主控制器通過通訊接口與上位機通訊，可以實時監(jiān)測系統(tǒng)運行狀況或?qū)v史數(shù)據(jù)進行分析。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 16:02

三線制工作原理
土壤濕度傳感器是判斷土壤中水分含量的多少來判定土壤的濕度大小。如圖所示，當土壤濕度傳感器探頭懸空時，三極管基極處于開路狀態(tài)，三極管截止輸出為0；當插入土壤中時由于土壤中水分含量不同，土壤的電阻值就不同，三極管的基極就提供了大小變化的導(dǎo)通電流，三極管集電極到發(fā)射極的導(dǎo)通電流受到基極控制，經(jīng)過發(fā)射極的下拉電阻后轉(zhuǎn)換成電壓。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 16:15

技術(shù)指標
電源電壓: 3.3v or 5v
輸出電壓: 0~2.3v
工作電流: 最大20mA
接口定義：1腳信號，2腳地，3腳電源正
使用壽命：1年左右
模塊尺寸: 60x20x5mm
典型電壓值（測試平臺：10位AD，基準電壓5V）:
0 ~300 : 干燥土壤
300~700 : 濕潤土壤
700~950 : 放到水中（大概數(shù)據(jù)）

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 16:20

這是一個簡易的水分傳感器可用于檢測土壤的水分，當土壤缺水時，傳感器輸出值將減小，反之將增大。使用這個傳感器制作一款自動澆花裝置，讓您的花園里的植物不用人去管理。傳感器表面做了鍍金處理，可以延長它的使用壽命。將它插入土壤，然后使用AD轉(zhuǎn)換器讀取它。在他的幫助下，植物會提醒您：嘿，我渴了，請給我一點水。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 17:03

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實驗（53）
實驗五十三：土壤濕度水分傳感器模塊（電阻式）
實驗一，紅板三線制
*/
void setup(){
Serial.begin(57600);
}
void loop(){
Serial.print("Moisture Sensor Value:");
Serial.println(analogRead(0));
delay(500);
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 17:05

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 17:08

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 17:14

四線制模塊
1 這是一個簡易的水分傳感器可用于檢測土壤的水分，當土壤缺水時，模塊輸出一個高電平，反之輸出低電平。使用這個傳感器制作一款自動澆花裝置，讓您的花園里的植物不用人去管理。
2 靈敏度可調(diào)（圖中藍色數(shù)字電位器調(diào)節(jié)）
4 工作電壓3.3V-5V
5 模塊雙輸出模式，數(shù)字量輸出簡單，模擬量輸出更精確。
6 設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝
7 小板PCB尺寸：3cm * 1.6cm
8 電源指示燈（紅色）和數(shù)字開關(guān)量輸出指示燈（綠色）
9 比較器采用LM393芯片，工作穩(wěn)定

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 17:23

四線制電原理圖

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 17:27

小板接口說明（4線制）
1 VCC 外接3.3V-5V
2 GND 外接GND
3 DO 小板數(shù)字量輸出接口（0和1）
4 AO 小板模擬量輸出接口

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 17:31

本帖最后由 eagler8 于 2019-7-10 18:27 編輯

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 17:40

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 18:26

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實驗（53）
實驗五十三：土壤濕度水分傳感器模塊（電阻式）
實驗二，黑板四線制
*/
#define AO A0
#define DO 7
void setup()
{
pinMode(AO, INPUT);
pinMode(DO, INPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
Serial.print("AO=");
Serial.print(analogRead(A0));
Serial.print("|DO=");
Serial.println(digitalRead(DO));
delay(1000);
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 18:31

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 18:33

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 18:36

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 19:13

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 19:15

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 19:18

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-10 19:33

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-11 07:36

實驗五十四：大按鍵點動輕觸開關(guān)模塊（高電平輸出）

輕觸開關(guān)
又叫按鍵開關(guān)，最早出現(xiàn)在日本（稱之為：敏感型開關(guān)）使用時以滿足操作力的條件向開關(guān)操作方向施壓開關(guān)功能閉合接通，當撤銷壓力時開關(guān)即斷開，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是靠金屬彈片受力變化來實現(xiàn)通斷的。輕觸開關(guān)由：嵌件、基座、彈片、按鈕、蓋板組成，其中防水類輕觸開關(guān)在彈片上加一層聚酰亞胺薄膜。輕觸開關(guān)有接觸電阻荷小、精確的操作力誤差、規(guī)格多樣化等方面的優(yōu)勢，在電子設(shè)備及白色家電等方面得到廣泛的應(yīng)用如：影音產(chǎn)品、數(shù)碼產(chǎn)品、遙控器、通訊產(chǎn)品、家用電器、安防產(chǎn)品、玩具、電腦產(chǎn)品、健身器材、醫(yī)療器材、驗鈔筆、雷射筆按鍵等等。因為輕觸開關(guān)對環(huán)境的條件（施壓力小于2倍的彈力/環(huán)境溫濕度條件以及電氣性能）大型設(shè)備及高負荷的按鈕都使用導(dǎo)電橡膠或鍋仔開關(guān)五金彈片直接來代替，比如醫(yī)療器材、電視機遙控器等。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-11 07:41

12*12*7.5系列
是一款仿歐姆龍開關(guān)的可配按鍵帽輕觸開關(guān)產(chǎn)品，它由四個定位柱和四個引腳組成，其開關(guān)規(guī)格尺寸為12*12mm，一般市面上又廣泛被稱為12x12防水輕觸開關(guān)。該開關(guān)常規(guī)的蓋帽顏色區(qū)分有黑色和黃色兩種；按鍵力度區(qū)分有250gf、180gf、160gf等3個標準力度。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-11 07:46

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-11 07:49

技術(shù)參數(shù)
回復(fù)力：50gf min
接觸電阻：≤50mΩ
行程：0.25±0.1mm
額定值：DC 12V 50mA
絕緣電阻：≥100 MΩ
使用范圍溫度：-20℃~70℃
保存溫度范圍：-30℃~80℃
驅(qū)動力：250±30gf、180±30gf、160±30gf
機械壽命：50000次

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-11 07:52

輕觸開關(guān)使用時的注意事項
1、給輕觸開關(guān)端子進行焊接時，如果在端子上施加負荷，因條件不同會有松動，變形及電特性劣化的可能，請在使用時注意。
2、使用通孔印刷電路板及推薦以外的電路板時, 由于熱應(yīng)力的影響會發(fā)生變化，所以請事先就焊接條件進行充分的確認。
3、進行兩次焊接時，請在第一次焊接部分恢復(fù)到常溫之后再進行。連續(xù)加熱可能使外圍部變形，端子的松動，脫落及電特性降低。
4、關(guān)于焊接的條件設(shè)定，需要確認實際批量生產(chǎn)條件。
5、產(chǎn)品以直流的電阻負載為前提設(shè)計制造的。使用其它負荷[感應(yīng)性負荷,電容性負荷]時，請另行確認。
6、印刷電路板安裝孔及模式，請參照產(chǎn)品圖中記載的推薦尺寸。
7、開關(guān)請用于直接由人操作按開關(guān)的結(jié)構(gòu)。請不要用于機械性的檢測功能。
8、輕觸開關(guān)操作時，如果施加規(guī)定以上的負荷，開關(guān)將有被損壞的可能。請注意不要在開關(guān)上施加規(guī)定以上的力。
9、請避免從側(cè)面按操作部的用法。
10、對于平軸桿型，盡量按下開關(guān)中心部。對于鉸鏈結(jié)構(gòu)，按下時軸桿按動位置將移動，請?zhí)貏e注意。
11、開關(guān)安裝后，因其他零部件的粘結(jié)劑硬化等通過蓄熱硬化爐時，請與專業(yè)人士聯(lián)系。
12、如果使用開關(guān)的整機的周圍材料產(chǎn)生腐蝕性氣體，將有可能造成接觸不良等現(xiàn)象，所以請事先進行充分的確認。
13、碳接觸點具有因推壓負荷接觸電阻發(fā)生變化的特性。用于電壓分壓回路等時，請在充分確認之后使用。
14、關(guān)于密閉型以外的型號，對異物的侵入，請充分注意。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-11 12:33

大按鍵點動輕觸開關(guān)模塊

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-11 12:59

名稱：按鍵模塊
尺寸：11*22mm
顏色：紅色鍵帽
電壓：3.5、5V
輸出：數(shù)字電平（按下高電平，釋放低電平）
接口：Arduino 3P接口 S V G
平臺：Arduino、單片機、ARM、樹莓派

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