【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 2019-7-11 13:06

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 13:28

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實驗（54）
實驗五十四：大按鍵點動輕觸開關模塊（高電平輸出）
按鍵開關接D2
LED 接D13
實驗一，串口簡單計數器（按鍵中斷）
在循環中，我們不斷檢測按鍵是否為高電位
如果為高電位，則計數加1；
反之，不做動作(繼續自動計數)
*/
#define anjian 2 //定義按鍵腳
int count=0; //定義初始count值
void setup() {
Serial.begin(9600); //設置波特率
pinMode(anjian,INPUT); //設置按鍵腳為輸入模式
}
void loop() {
if(digitalRead(anjian)==HIGH) // 當檢測到按鍵按下時
{
delay(2);
count=count+1; //計數加1
}
Serial.println(count); //打印出count值
delay(500); //延時一段時間再次檢測
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 13:31

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 14:01

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實驗（54）
實驗五十四：大按鍵點動輕觸開關模塊（高電平輸出）
按鍵開關接D2
LED 接D13
實驗二，按鍵控制LED亮暗
*/
const int buttonPin = 2;
const int ledPin = 13;
int buttonState = 0;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
pinMode(buttonPin, INPUT);
}
void loop() {
buttonState = digitalRead(buttonPin);
if (buttonState == HIGH) {
digitalWrite(ledPin, LOW);
} else {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
}
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 14:23

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實驗（54）
實驗五十四：大按鍵點動輕觸開關模塊（高電平輸出）
按鍵開關接D2
LED 接D13
實驗三，按鍵自鎖控制LED亮暗
*/
int ButtonState;
int ButtonLastState;
int ButtonCounter;
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);
pinMode(2,INPUT_PULLUP);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
ButtonState = digitalRead(2);
if(ButtonState != ButtonLastState)
{
if(ButtonState)
{
Serial.println("off");
ButtonCounter++;
}
else
{
Serial.println("on");
}
delay(100);
}
ButtonLastState = ButtonState;
if(ButtonCounter%2)
{
digitalWrite(13,0);
}
else
{
digitalWrite(13,1);
}
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 14:25

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 14:57

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 14:59

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 16:22

本帖最后由 eagler8 于 2019-7-12 19:17 編輯

實驗五十五：DHT11 溫濕度復合傳感器模塊（數字型單總線通信）

溫度
度量物體冷熱的物理量，是國際單位制中7個基本物理量之一。溫度是物體內分子間平動動能的一種表現形式。分子運動愈快，即溫度愈高，物體愈熱；分子運動愈慢，即溫度愈低，物體愈冷。從分子運動論觀點看，溫度是物體分子運動平均動能的標志，溫度是分子熱運動的集體表現，含有統計意義。在生產和科學研究中，許多物理現象和化學過程都是在一定的溫度下進行的，人們的生活也和它密切相關。

濕度
濕度很久以前就與生活存在著密切的關系，但用數量來進行表示較為困難。對濕度的表示方法有絕對濕度、相對濕度、露點、濕氣與干氣的比值（重量或體積）等等。日常生活中最常用的表示濕度的物理量使空氣的相對濕度。用%RH表示。在物理量的導出上相對濕度與溫度有著密切的關系。一定體積的密閉氣體，其溫度越高相對濕度越低，溫度越低，其相對濕度越高。其中涉及到復雜的熱力工程學知識。

溫濕度與人們生活的關系
如：冬天溫度為18至25℃，濕度為30%至80%；夏天溫度為23至28℃，濕度為30%至60%。在此范圍內感到舒適的人占95%以上。在裝有空調的室內，室溫為19至24℃，濕度為40%至50%時，人會感到最舒適。如果考慮到溫、濕度對人思維活動的影響，最適宜的室溫度應是工作效率高。18℃，濕度應是40%至60%，此時，人的精神狀態好，思維最敏捷。

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 16:40

DHT11
是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品具有極高的可靠性與卓越的長期穩定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優點。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數以程序的形式儲存在OTP內存中，傳感器內部在檢測信號的處理過程中要調用這些校準系數。單線制串行接口，使系統集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選則。產品為4針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據用戶需求而提供。

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 19:33

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 19:35

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 19:55

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 19:59

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 20:01

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 20:49

技術參數
供電電壓： 3.3~5.5V DC
輸出：單總線數字信號
測量范圍：濕度 20-90%RH，溫度 0~50℃
測量精度：濕度+-5%RH，溫度+-2℃
分辨率：濕度 1%RH，溫度 1℃
長期穩定性： <±1%RH/年

注意事項
1、避免在結露情況下使用
2、長期保存溫度 10-40℃，濕度 60%以下
3、使用時電源和地接法要正確，以免損壞傳感器

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 20:52

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 20:55

模塊描述
1、可以檢測周圍環境的濕度和溫度
2、傳感器采用DHT11
3、濕度測量范圍：20%-95%（0度-50度范圍）濕度測量誤差：+-5%
4、溫度測量范圍：0度-50度溫度測量誤差：+-2度
5、工作電壓3.3V-5V
6、輸出形式數字輸出
7、設有固定螺栓孔，方便安裝
8、小板PCB尺寸：3.2cm*1.4cm
9、電源指示燈（紅色）
10、每套重量約為8g

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 21:04

模塊接口說明（3線制）
1 VCC 外接3.3V-5V
2 GND 外接GND
3 DO 小板開關數字量輸出接口接單片機IO口

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 21:08

注意事項
傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優點。單線制串行接口，使系統集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選則。產品連接方便，可直接插接到Arduino傳感器擴展板上。

ID:513258 · 發表于 2019-7-11 21:11

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 06:30

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實驗（55）
實驗五十五：DHT11 溫濕度復合傳感器模塊（數字型單總線通信）
*/
#include "DHT.h"
#define DHTPIN 8
#define DHTTYPE DHT11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
void setup() {
Serial.begin(9600);
dht.begin();
}
void loop() {
delay(2000);
float h = dht.readHumidity();
float t = dht.readTemperature();
Serial.print("Humidity: ");
Serial.println(h);
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(t);
Serial.println(" ℃ ");
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 06:33

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 06:47

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實驗（55）
實驗五十五：DHT11 溫濕度復合傳感器模塊（數字型單總線通信）
實驗程序之二
*/
#include "DHT.h"
#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println("DHTxx test!");
dht.begin();
}
void loop() {
delay(2000);
float h = dht.readHumidity();
float t = dht.readTemperature();
float f = dht.readTemperature(true);
if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
return;
}
float hi = dht.computeHeatIndex(f, h);
Serial.print("Humidity: ");
Serial.print(h);
Serial.print(" %");
Serial.print("\t");
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(t);
Serial.println(" *C ");
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 06:52

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 07:40

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 07:42

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 08:02

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 08:04

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 08:20

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 08:22

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 08:24

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 08:38

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 09:00

實驗五十六： 8路LED流水燈跑馬燈模塊SUNLEPHANT

發光二極管
簡稱為LED。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。砷化鎵二極管發紅光，磷化鎵二極管發綠光，碳化硅二極管發黃光，氮化鎵二極管發藍光。因化學性質又分有機發光二極管OLED和無機發光二極管LED。

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 09:10

發光原理
它是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能。發光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極管加上正向電壓后，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合，產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。發光二極管的反向擊穿電壓大于5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯限流電阻以控制通過二極管的電流。限流電阻R可用下式計算：
R=（E－UF）/IF
式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的正常工作電流。發光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱LED。當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 09:21

LED的優點主要有：
1、節能,比白熾燈節能80%以上,比節能燈節能50%以上。
2、體積小，重量輕，不怕震動。
3、光效高，是白熾燈15m/w的8倍，是熒光燈50 Lm/w的2倍多。
4、光色可選擇，LED光源的發光顏色和色溫都可以靈活應用。
5、.方向性好，LED發光角度可以靈活調整。
6、環保：沒有節能燈所含的汞等有害物質。
7、.冷光源無紫外線和紅外線，故沒有熱量，沒有輻射。
8、壽命長,壽命可達5萬-10萬小時比傳統光源壽命長10-50倍以上。
9、.響應速度快，納秒級。

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 09:29

LED的缺點：
1、散熱問題，LED在電致光的過程中另外一部分能量轉化成熱量，如無法及時散發出去，PN結的結溫將會升高，加速芯片和封裝樹脂的老化，使芯片失效，影響LED的使用壽命與發光表現。
2、防水性能差，是戶外使用的一個致命弱點光源內部吸水后內部金屬氧化影響輸出或產生內應力、熒光粉吸潮變色,光色漂移。
3、成本較高.光源.散熱器.電源.高透燈罩/透鏡/反射罩.四者成本集體推高LED成本。
4、需要驅動器提供恒流電源，驅動器壽命是影響燈具壽命的重要因素。
5、半導體器件，對靜電影響比較敏感，易被靜電擊穿PN結導致漏電流或死燈。

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 09:41

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 09:48

發光二極管特性
1、極性
發光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應接電源正極。有的發光二極管的兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。
LED單向導通性，LED只能往一個方向導通（通電），叫作正向偏置（正向偏壓），當電流流過時，電子與空穴在其內復合而發出單色光，這叫電致發光效應，而光線的波長、顏色跟其所采用的半導體材料種類與摻入的元素雜質有關。具有效率高、壽命長、不易破損、開關速度高、高可靠性等傳統光源不及的優點。白光LED的發光效率，在近幾年來已經有明顯的提升，同時，在每千流明的購入價格上，也因為投入市場的廠商相互競爭的影響，而明顯下降。雖然越來越多人使用LED照明作辦公室、家具、裝飾、招牌甚至路燈用途，但在技術上，LED在光電轉換效率(有效照度對用電量的比值)上仍然低于新型的熒光燈，是國家以后發展民用的去向。

2、適合做光源與信號顯示器
與白熾燈泡和氖燈相比，發光二極管的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很小（有的僅零點幾毫安即可發光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調制通過的電流強弱可以方便地調制發光的強弱。由于有這些特點，發光二極管在一些光電控制設備中用作光源，在許多電子設備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用7條條狀的發光管組成7段式半導體數碼管，每個數碼管可顯示0～9，10個阿拉伯數字以及A，B，C，D，E，F等部分字母（必須區分大小寫）。

3、主要參數
LED的光學參數中重要的幾個方面就是：光通量、發光效率、發光強度、光強分布、波長。

4、發光效率和光通量
發光效率就是光通量與電功率之比，單位一般為lm/W。發光效率代表了光源的節能特性，這是衡量現代光源性能的一個重要指標。

5、發光強度和光強分布
LED發光強度是表征它在某個方向上的發光強弱，由于LED在不同的空間角度光強相差很多，隨之而來我們研究了LED的光強分布特性。這個參數實際意義很大，直接影響到LED顯示裝置的最小觀察角度。比如體育場館的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍很窄，那么面對顯示屏處于較大角度的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標志燈也要求較大范圍的人能識別。

6、波長
對于LED的光譜特性我們主要看它的單色性是否優良，而且要注意到紅、黃、藍、綠、白色LED等主要的顏色是否純正。因為在許多場合下，比如交通信號燈對顏色就要求比較嚴格，不過據觀察我國的一些LED信號燈中綠色發藍，紅色的為深紅，從這個現象來看我們對LED的光譜特性進行專門研究是非常必要而且很有意義的。

ID:513258 · 發表于 2019-7-12 10:22

直針8路流水燈、跑馬燈模塊單片機外擴模塊

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【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）