【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 2019-8-6 18:46

本帖最后由 eagler8 于 2019-8-7 18:02 編輯

實(shí)驗(yàn)八十五：開源 Mini MP3 Player SD卡播放器模塊（YX5200-24SS）

YX5200-24SS
是一個(gè)提供串口的MP3芯片，完美的集成了MP3、WMV的硬解碼。同時(shí)軟件支持TF卡驅(qū)動(dòng)和USB驅(qū)動(dòng)，以及外掛FLASH。支持FAT16、FAT32文件系統(tǒng)。通過簡(jiǎn)單的串口指令即可完成播放指定的音樂，以及如何播放音樂等功能，無(wú)需繁瑣的底層操作，使用方便，穩(wěn)定可靠是此款產(chǎn)品的最大特點(diǎn)。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-6 20:12

YX5200-24SS串口語(yǔ)音芯片參數(shù)

MP3文件格式：支持所有比特率11172-3和ISO13813-3layer音頻解1碼，采樣支持（KHZ）：8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48，支持Normal、Lazz、Classic、Pop、ROCK等

USB接口：2.0標(biāo)準(zhǔn)

UART接口：標(biāo)準(zhǔn)串口，TTL電平，波特率可設(shè)

輸入電壓：3.3-5V

額定電流：15ma（不帶U盤）

尺寸：8.4*8mm

封裝：SSOP24封裝

工作溫度：-40度—80度

濕度：5%-95%。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-6 20:25

特色功能
1、支持采樣率(KHz):8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48
2、24位DAC輸出，動(dòng)態(tài)范圍支持90dB，信噪比支持85dB
3、完全支持FAT16、FAT32文件系統(tǒng)，最大支持32G的TF卡和U盤
4、多種控制模式，并口控制模式、串口模式、按鍵控制模式
5、廣播語(yǔ)插播功能，可以暫停正在播放的背景音樂
6、音頻數(shù)據(jù)按文件夾排序，最多支持100個(gè)文件夾，每隔文件夾可以分配1000首歌曲
7、支持line in功能
8、支持mic擴(kuò)音喊話功能
9、支持聲卡功能，也支持線控耳機(jī)功能
10、30級(jí)音量可調(diào)，10種EQ可調(diào)
11、支持外擴(kuò)NORFLASH和NANDFLASH.板載默認(rèn)支持NORFLASH

ID:282095 · 發(fā)表于 2019-8-6 20:41

感謝分享太有用了

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-7 18:03

鵬博士PBs 發(fā)表于 2019-8-6 20:41
感謝分享太有用了

謝謝老師的鼓勵(lì)

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-7 19:22

YX5200-24SS電原理圖

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-7 19:54

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-7 19:56

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-7 20:03

應(yīng)用領(lǐng)域
1.汽車導(dǎo)航語(yǔ)音播報(bào)
2.公路運(yùn)輸檢查員，收費(fèi)站語(yǔ)音提示
3.火車，公交車安全檢查語(yǔ)音提示
4.電力，通訊，財(cái)務(wù)手術(shù)室語(yǔ)音提示
5.車輛進(jìn)出通道以驗(yàn)證語(yǔ)音提示
6.邊境頻道語(yǔ)音提示
7.多聲道語(yǔ)音報(bào)警或語(yǔ)音導(dǎo)航設(shè)備操作
8.帶語(yǔ)音通知的電動(dòng)觀光巴士安全
9.機(jī)電設(shè)備故障報(bào)警
10.火警語(yǔ)音提示
11.自動(dòng)播放設(shè)備，定期播放

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-7 20:09

Mini MP3 Player TF卡播放器模塊

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 06:55

Mini MP3 Player播放器模塊
是一款小巧且價(jià)格低廉的MP3模塊，可以直接接駁揚(yáng)聲器。模塊配合供電電池、揚(yáng)聲器、按鍵可以單獨(dú)使用，也可以通過串口控制，作為UNO或者是任何有串口的單片機(jī)的一個(gè)模塊。模塊本身完美的集成了MP3、WAV、WMA的硬解碼。同時(shí)軟件支持TF卡驅(qū)動(dòng)，支持FAT16、FAT32文件系統(tǒng)。通過簡(jiǎn)單的串口指令即可完成播放指定的音樂，以及如何播放音樂等功能，無(wú)需繁瑣的底層操作，使用方便，穩(wěn)定可靠。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 07:05

模塊管腳圖
管腳號(hào) 管腳名稱功能描述備注
1 BUSY 播放時(shí)輸出高電平，停止為低忙信號(hào)
2 RX UART異步串口數(shù)據(jù)輸入 3.3V的TTL電平
3 TX UART異步串口數(shù)據(jù)輸出 3.3V的TTL電平
4 DACR DAC右聲道輸出可外接功放、耳機(jī)
5 DACL DAC左聲道輸出可外接功放、耳機(jī)
6 SPK1 外接單聲道喇叭接3W/4Ω或2W/8Ω無(wú)源喇叭
7 SPK2 外接單聲道喇叭接3W/4Ω或2W/8Ω無(wú)源喇叭
8 VCC 電源正極 3.6-5V
9 IO5 觸發(fā)輸入口5 接地觸發(fā)
10 IO4 觸發(fā)輸入口4 接地觸發(fā)
11 IO3 觸發(fā)輸入口3 接地觸發(fā)
12 IO2 觸發(fā)輸入口2 接地觸發(fā)
13 IO1 觸發(fā)輸入口1 接地觸發(fā)
14 GND 電源負(fù)極系統(tǒng)地
15 DP USB數(shù)據(jù)線讀U盤或用USB數(shù)據(jù)線連接電腦更換TF卡內(nèi)容
16 DM USB數(shù)據(jù)線

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 07:08

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 07:13

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 07:14

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 07:17

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 08:19

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 08:59

工作模式
1）串口模式
模塊支持異步串口通訊模式,通過串口接受控制命令
串口指令格式

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 09:03

串口控制指令

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 09:05

串口查詢指令

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 09:07

2）AD按鍵模式
模塊還支持AD按鍵控制方式，取代了傳統(tǒng)了矩陣鍵盤的接法，這樣做的好處是充分利用了MCU越來(lái)越強(qiáng)大的AD功能。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單，我們模塊默認(rèn)配置2個(gè)AD口，20個(gè)按鍵的阻值分配。按鍵使用示意原理圖

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 09:10

3）IO模式
本模塊也支持簡(jiǎn)單的IO模式

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 14:29

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（85）
實(shí)驗(yàn)八十五：開源 Mini MP3 Player TF卡播放器模塊（YX5200-24SS）
程序之一，循環(huán)播放TF卡內(nèi)0003.MP3（MP3文件夾內(nèi)），音量20
Arduino-------dfplayer
5V-------------VCC
GND-----------GND
D2-----------TXD
D3-----------RXD
*/
#include "SoftwareSerial.h"
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"
SoftwareSerial mySoftwareSerial(2, 3);
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;
void setup()
{
mySoftwareSerial.begin(9600);
myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial);
myDFPlayer.volume(20);
myDFPlayer.loop(3);
}
void loop()
{
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 14:46

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 15:11

收集整理的使用<DFRobotDFPlayerMini>庫(kù)的控制語(yǔ)句匯總

//收集整理的使用<DFRobotDFPlayerMini>庫(kù)的控制語(yǔ)句匯總
myDFPlayer.start(); //播放mp3
myDFPlayer.pause(); //暫停mp3
myDFPlayer.next(); //播放下一個(gè)mp3
myDFPlayer.enableLoop(); //啟用循環(huán)
myDFPlayer.disableLoop(); //禁用循環(huán)
myDFPlayer.stopAdvertise(); //停止做廣告
mp3Player.volume(10); //音量為10（0-30）
myDFPlayer.previous(); //播放上一個(gè)的mp3
myDFPlayer.randomAll(); //隨機(jī)播放所有mp3
myDFPlayer.enableLoopAll(); //循環(huán)所有mp3文件
myDFPlayer.disableLoopAll(); //停止循環(huán)所有mp3文件
myDFPlayer.play(1); //播放文件夾里名為0001.mp3的音樂
myDFPlayer.loop(1); //循環(huán)文件夾里名為0001.mp3的音樂
myDFPlayer.loopFolder(5); //循環(huán)文件夾SD：/ 05中的所有mp3文件
myDFPlayer.playMp3Folder(4); //在SD中播放特定的mp3：/MP3/0004.mp3;文件名（0~65535）
myDFPlayer.advertise(3); //在SD中宣傳特定的mp3廣告：/ADVERT/0003.mp3;文件名（0~65535）
myDFPlayer.playFolder(15, 4); //在SD中播放特定的mp3：/ 15/004.mp3;文件夾名稱（1~99）;文件名（1~255）
myDFPlayer.playLargeFolder(2, 999); //在SD中播放特定的mp3：/ 02/004.mp3;文件夾名稱（1~10）;文件名（1~1000）

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 16:46

幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

1、DFPlayer Mini 可以讀取MP3 & WAV 檔案格式，但試過檔案長(zhǎng)度1秒以下無(wú)法播放。

2、所有音樂檔案一定要放在/mp3 資料夾里

3、音樂檔案名稱一定要使用4 個(gè)字，如0001.mp3, 0002.mp3…..0255.mp3

4、音樂檔案超過4個(gè)字后則無(wú)限制，像是0001_Bruno_Mars_Count_On Me.mp3 是沒問題的。

5、如果你從SD 卡上刪掉某個(gè)檔案，DFPlayer Mini 還是有辦法把它播出來(lái)，好怪！后來(lái)我從新格式化SD 卡才成功播放我要的音樂檔案。

6、Delay(sec); 這個(gè)指是是告訴Arduino 你要播放音樂的長(zhǎng)度，如果你給的秒數(shù)不足，而下個(gè)指令又是要播另一首，則Arduino 就會(huì)把目前播放中斷，而繼續(xù)播下一首。

7、mp3_play (74); 這個(gè)指令是播放0074.mp3 這個(gè)音樂檔。

8、不要直接把Arduino的5V給DFPlayer Mini使用，一定要分別供給DFPlayer Mini電源，不然喇叭會(huì)發(fā)出很大的雜音。

9、測(cè)試時(shí)平均電流150ma左右，模塊發(fā)燙，可能要注意控制電流。

10、偶然發(fā)現(xiàn)這個(gè)模塊使用不同的庫(kù)，相關(guān)的控制語(yǔ)句完全不相同。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 16:52

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（85）
實(shí)驗(yàn)八十五：開源 Mini MP3 Player TF卡播放器模塊（YX5200-24SS）
程序之二，每3秒切換到下一首歌曲，音量20（速播TF卡內(nèi)所有MP3歌曲）
可以打印來(lái)自dfplayer的詳細(xì)信息以處理不同的錯(cuò)誤和狀態(tài)。
Arduino-------dfplayer
5V-------------VCC
GND-----------GND
D10-----------TXD
D11-----------RXD
*/
#include "Arduino.h"
#include "SoftwareSerial.h"
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"
SoftwareSerial mySoftwareSerial(10, 11);
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;
void printDetail(uint8_t type, int value);
void setup()
{
mySoftwareSerial.begin(9600);
Serial.begin(115200);
Serial.println();
Serial.println(F("DFRobot DFPlayer Mini Demo"));
Serial.println(F("Initializing DFPlayer ... (May take 3~5 seconds)"));
if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial)) {
Serial.println(F("Unable to begin:"));
Serial.println(F("1.Please recheck the connection!"));
Serial.println(F("2.Please insert the SD card!"));
while(true);
}
Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));
myDFPlayer.volume(20);
myDFPlayer.play(3);
}
void loop()
{
static unsigned long timer = millis();
if (millis() - timer > 3000) {
timer = millis();
myDFPlayer.next();
}
if (myDFPlayer.available()) {
printDetail(myDFPlayer.readType(), myDFPlayer.read());
}
}
void printDetail(uint8_t type, int value){
switch (type) {
case TimeOut:
Serial.println(F("Time Out!"));
break;
case WrongStack:
Serial.println(F("Stack Wrong!"));
break;
case DFPlayerCardInserted:
Serial.println(F("Card Inserted!"));
break;
case DFPlayerCardRemoved:
Serial.println(F("Card Removed!"));
break;
case DFPlayerCardOnline:
Serial.println(F("Card Online!"));
break;
case DFPlayerPlayFinished:
Serial.print(F("Number:"));
Serial.print(value);
Serial.println(F(" Play Finished!"));
break;
case DFPlayerError:
Serial.print(F("DFPlayerError:"));
switch (value) {
case Busy:
Serial.println(F("Card not found"));
break;
case Sleeping:
Serial.println(F("Sleeping"));
break;
case SerialWrongStack:
Serial.println(F("Get Wrong Stack"));
break;
case CheckSumNotMatch:
Serial.println(F("Check Sum Not Match"));
break;
case FileIndexOut:
Serial.println(F("File Index Out of Bound"));
break;
case FileMismatch:
Serial.println(F("Cannot Find File"));
break;
case Advertise:
Serial.println(F("In Advertise"));
break;
default:
break;
}
break;
default:
break;
}
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 16:55

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 17:34

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 18:21

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 19:18

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-8 19:36

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 07:37

實(shí)驗(yàn)八十六： 180度SG90舵機(jī)模塊（模擬9G）

舵機(jī)
是一種位置伺服的驅(qū)動(dòng)器，主要是由外殼、電路板、無(wú)核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測(cè)器所構(gòu)成。其工作原理是由接收機(jī)或者單片機(jī)發(fā)出信號(hào)給舵機(jī)，其內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms 的基準(zhǔn)信號(hào)，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。經(jīng)由電路板上的IC 判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向，再驅(qū)動(dòng)無(wú)核心馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，透過減速齒輪將動(dòng)力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測(cè)器送回信號(hào)，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。一般舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度范圍是0 度到180 度。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 08:31

SG90舵機(jī)
9克小舵機(jī)是一種位置(角度)伺服的驅(qū)動(dòng)器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。常見于航模，飛機(jī)模型，遙控機(jī)器人及機(jī)械部件當(dāng)中。在使用中，舵機(jī)的配件通常包含一個(gè)能把舵機(jī)固定到基座上的支架以及可以套在驅(qū)動(dòng)軸上的舵盤，通過舵盤上的孔可以連接其它物體構(gòu)成傳動(dòng)模型。小舵機(jī)自帶的3線接口可以通過RJ25適配器與主板相連。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 08:48

技術(shù)規(guī)格
工作電壓：4.8V到6V DC
工作電流：80到100mA
待機(jī)電流：5mA
極限角度： 210°±5%
扭力： 1.3到1.7kg/cm
工作溫度：-10℃到60℃
濕度范圍：60%±10%
轉(zhuǎn)速： 0.09到0.10 sec/60°(4.8V)
信號(hào)周期：20 ms
信號(hào)高電平時(shí)間范圍：1000到2000 us/周期
尺寸： 32.3 x 12.3 x 30.6 mm (長(zhǎng)x寬x高)

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 08:57

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 09:14

工作原理
舵機(jī)安裝了一個(gè)電位器（或其它角度傳感器）檢測(cè)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度，控制板根據(jù)電位器的信息能比較精確的控制和保持輸出軸的角度。這樣的直流電機(jī)控制方式叫閉環(huán)控制，所以舵機(jī)更準(zhǔn)確的說(shuō)是伺服馬達(dá)，英文 servo.舵機(jī)組成：舵盤、減速齒輪、位置反饋電位計(jì)、直流電機(jī)、控制電路板等�？刂齐娐钒褰邮軄�(lái)自信號(hào)線的控制信號(hào)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)一系列齒輪組，減速后傳動(dòng)至輸出舵盤。舵機(jī)的輸出軸和位置反饋電位計(jì)是相連的，舵盤　轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)位置反饋電位計(jì)，電位計(jì)將輸出一個(gè)電壓信號(hào)到控制電路板，進(jìn)行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和速度，從而達(dá)到目標(biāo)停止。其工作流程為：控制信號(hào)→控制電路板→電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)→齒輪組減速→舵盤轉(zhuǎn)動(dòng)→位置反饋電位計(jì)→控制電路板反饋。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 09:19

舵機(jī)的閉環(huán)檢測(cè)機(jī)制
關(guān)于舵機(jī)的精準(zhǔn)位置控制，存在以下如下圖的閉環(huán)控制機(jī)制。即：位置檢測(cè)器（角度傳感器）是它的輸入傳感器，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置變化，位置檢測(cè)器的電阻值就會(huì)跟著變化。通過控制電路讀取該電阻值的大小，就能根據(jù)阻值適當(dāng)調(diào)整電機(jī)的速度和方向，使電機(jī)向指定角度旋轉(zhuǎn)。從而實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)的精確轉(zhuǎn)動(dòng)的控制。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 10:33

舵機(jī)的控制信號(hào)
為周期是20ms的脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)，其中脈沖寬度從0.5ms-2.5ms，相對(duì)應(yīng)舵盤的位置為0－180度，呈線性變化。也就是說(shuō)，給它提供一定的脈寬，它的輸出軸就會(huì)保持在一個(gè)相對(duì)應(yīng)的角度上，無(wú)論外界轉(zhuǎn)矩怎樣改變，直到給它提供一個(gè)另外寬度的脈沖信號(hào)，它才會(huì)改變輸出角度到新的對(duì)應(yīng)的位置上。舵機(jī)內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期20ms，寬度1.5ms的基準(zhǔn)信號(hào)，有一個(gè)比較器，將外加信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)。由此可見，舵機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動(dòng)器，轉(zhuǎn)動(dòng)范圍不能超過180度，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的驅(qū)動(dòng)當(dāng)中。比方說(shuō)機(jī)器人的關(guān)節(jié)、飛機(jī)的舵面等。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-8-10 10:54

本帖最后由 eagler8 于 2019-8-10 12:32 編輯

PWM信號(hào)和舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的關(guān)系
說(shuō)到舵機(jī)的控制信號(hào)，一般是脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)，如下圖，直觀反映了PWM信號(hào)和舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的關(guān)系，你也可以簡(jiǎn)單的理解為，通過給舵機(jī)通電的時(shí)間控制，結(jié)合角度傳感器的反饋信號(hào)檢測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)的精確角度控制。舵機(jī)的控制信號(hào)周期為20MS的脈寬調(diào)制信號(hào)（PWM），其中脈寬從0.5ms-2.5ms，相應(yīng)的舵盤位置從0-180度，呈線型變化。也就是說(shuō)，給舵機(jī)提供一定的脈寬，他的輸出軸就會(huì)保持一定的對(duì)應(yīng)角度，無(wú)論外接轉(zhuǎn)矩怎么改變，知道給他提供另外一個(gè)脈沖信號(hào)，他才會(huì)改變輸出角度到新的對(duì)應(yīng)的位置上。舵機(jī)內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20MS，寬度為1.5MS的脈沖信號(hào)，有一個(gè)比較器，將外加信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)。舵機(jī)是一種位置伺服驅(qū)動(dòng)器，轉(zhuǎn)動(dòng)范圍不能超過180度，適用于那些需要不斷變化并可以保持的驅(qū)動(dòng)器中，比喻說(shuō)機(jī)器人的關(guān)節(jié)、飛機(jī)的多面等。

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