【Arduino】108种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）

ID:513258 · 发表于 2019-7-9 20:04

实验器材：
1 个 Arduino 兼容主板 Catduino（不熟悉开源硬件的可以将其理解为 Atmega328P 单片机
开发板）及一根 mini USB 线；
1 个 Micro SD 卡模块；
1 张三星的 2G 的 Micro SD 卡；
1 个 Arduino 接口扩展板 Base shield（内链接）；
6 根母对母杜邦线，用于连接模块的控制接口和 Base Shield 上引出的 SPI 接口。

ID:513258 · 发表于 2019-7-9 20:06

实验步骤：
1. 将 Base Shield 直接插到 Catduino 主板上，确保 Micro SD 卡已格式化为 FAT16 或 FAT32
格式，并将其插到 Micro SD 卡模块上。
2. 用 6 根母对母杜邦线将 Micro SD 卡模块与 Base Shield 的 SPI 接口连接起来，如下表所示

3. 用mini USB将Catduino连接起来，如果是首次使用该主板，其USB转串口驱动可从Arduino的IDE目录下的drivers找到USB Drivers。
4. Micro SD卡读写的相关程序可使用Arduino IDE自带的程序，目录是
..\Arduino-1.0\libraries\SD。重新打开Arduino IDE，点击工具栏的Open按钮，打开SD中的CardInfo例程，如下图所示，需要注意的是片选信号脚应改成实际连接到模块的片选脚，在本实验中选择D10。

选好串口、板子名称，点击烧录按钮，即可烧录。该例程展示的是如何读取 Micro SD 卡的信息，包括卡的类型、文件系统类型、存储容量，也列出卡中的文件名称。点击 Serial Monitor即可查看。

ID:513258 · 发表于 2019-7-9 20:17

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 11:20

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（52）
实验五十二：SPI接口Micro SD卡模块TF卡读写卡器（带电平转换芯片)
Arduino 的 uno 引脚
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() {
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 11:26

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 11:31

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 11:43

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 13:17

stephanie_han 发表于 2019-7-9 15:58
拿走了感激不尽

谢谢鼓励，尽管拿吧

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 13:18

本帖最后由 eagler8 于 2019-7-10 13:42 编辑

Arduino 系列传感器和模块实验目录清单：
6楼       实验一：干簧管传感器模块
19楼    实验二：光敏电阻传感器模块
31楼    实验三：微波雷达感应开关模块
43楼    实验四：振动传感器模块
58楼    实验五：热敏电阻温度传感器模块
66楼    实验六：KY-038高感度声音传感器模块
81楼    实验七：旋转电位器模块
89楼    实验八：湿度传感器模块
106楼实验九：火焰（红外线）传感器模块
120楼实验十：敲击传感器模块（KY-031 ）
130楼实验十一：金属触摸传感器模块KY-36
138楼实验十二：线性霍尔磁力传感器模块
152楼实验十三：触摸传感器模块
162楼实验十四：倾斜传感器模块（角度开关）
180楼实验十五：手指侦测心跳传感器模块KY-039
192楼实验十六：电容式数字触摸传感器模块（TTP223 ）
208楼实验十七：HC-SR312微型人体感应传感器模块
227楼实验十八：0.25W太阳能滴胶板传感器模块（45X45毫米）
238楼实验十九：常闭型SW-420震动开关传感器模块
253楼实验二十：水银开关传感器模块（KY-017）
268楼实验二十一：激光头传感器模块（KY-008）
286楼实验二十二：MAX7219点阵显示模块（8X8 LED共阴）
312楼实验二十三：NE555频率可调脉冲发生器模块（方波简版）
328楼实验二十四：水位水滴传感器模块（Water Sensor）
342楼实验二十五：MQ-2气敏式烟雾传感器模块（甲烷等）
368楼实验二十六：4X4矩阵键盘模块（轻触式按键）
383楼实验二十七：GY-BMP280-3.3 大气压强传感器模块（高度计）
399楼实验二十八：5050 RGB全彩LED模块 KY-009
412楼实验二十九：DS1302实时时钟模块（带电池CR2032 掉电走时）
434楼实验三十：光敏二极管传感器模块（英语：photodiode ）
454楼实验三十一：ISD1820录音语音模块（8-20秒）
513楼实验三十二：雨滴传感器模块（雨水/雨量/叶面湿度）
532楼实验三十三：ESP8266串口WIFI收发无线模块（ESP-01S）
558楼实验三十四：三色LED交通灯模块（红黄绿灯）
572楼实验三十五：模拟量声音传感器模块（4线制波形）
593楼实验三十六：WS2812B智能外控集成LED四位彩灯模块
609楼实验三十七：MQ-3酒精乙醇传感器模块（半导体式）
636楼实验三十八：joystick双轴XY按键摇杆模块（PS2游戏控制杆)
658楼实验三十九：DS18B20单总线数字温度传感器模块
681楼实验四十：360度旋转增量编码器模块（KY-040）
704楼实验四十一：IS0203激光接收管传感器模块
728楼实验四十二：5V低电平触发单路继电器模块（常闭常开型）
749楼实验四十三：DSM501A韩国PM2.5灰尘粉尘传感器模块
781楼实验四十四：类比霍尔磁性传感器 KY-035（模拟量）
807楼实验四十五：红外避障传感器模块（光电接近开关）
825楼实验四十六：350Ω高精度电阻式应变片传感器 (弯曲感测器)
838楼实验四十七：七段LED数码管模块Seven Segment Display
857楼实验四十八：GY-291 数字三轴重力加速度倾斜度模块
883楼实验四十九：有源蜂鸣器报警器发声模块（低电平触发）
898楼实验五十：W25Q64 64Mbit FLASH外扩存储模块（SPI接口）
916楼实验五十一：自锁点动触摸按键传感器模块（TTP223芯片）
941楼实验五十二：SPI接口Micro SD卡模块  TF卡读写卡器

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 14:08

实验五十三：土壤湿度水分传感器模块（电阻式）

水
是一切生命机体的组成物质，也是生命代谢活动所必需的物质，又是人类进行生产活动的重要资源。地球上的水分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪山，以及大气、生物体、土壤和地层。水的总量约为1.4×109km3，其中96.5%在海洋中，约覆盖地球总面积的70%。陆地上、大气和生物体中的水只占很少的一部分。

水循环
是指地球上不同的地方上的水，通过吸收太阳的能量，改变状态到地球上另外一个地方。例如地面的水分被太阳蒸发成为空气中的水蒸气。而水在地球的状态包括固态、液态和气态。而地球中的水多数存在于大气层、地面、地底、湖泊、河流及海洋中。水会通过一些物理作用，例如：蒸发、降水、渗透、表面的流动和地底流动等，由一个地方移动到另一个地方。如水由河川流动至海洋。由16,17世纪佩罗和马略特发现。

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 14:16

土壤湿度
亦称土攘含水率，表示土壤干湿程度的物理量。是土壤含水量的一种相对变量。通常用土壤含水量占干土重的百分数是示，亦称土壤质量温度，如用土壤水分荣基占土壤总容积的百分数表示，则称土壤容积湿度。通常说的土攘湿度，即指质量湿度。还有用土壤含水量相当于田间持水量的百分数来表示土壤湿润程度的，称土攘相对湿度。土壤湿度决定农作物的水分供应状况。土壤湿度过低，形成土壤干旱，作用光合作用不能正常进行，降低作物的产量和品质；严重缺水导致作物凋萎和死亡。土壤湿度过高，恶化土壤通气性，影响土壤微生物的活动，使作物根系的呼吸、生长等生命活动受到阻碍，从而影响作物地上部分的正常生长，造成徒长、倒伏、病害滋生等。土壤水分的多少还影响田间耕作措施和播种质量，并影响土壤温度的高低。

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 14:21

土壤水分测定方法
①重量法。取土样烘干，称量其干土重和含水重加以计算。
②电阻法。使用电阻式土壤湿度测定仪测定。根据土壤溶液的电导性与土壤水分含量的关系测定土壤湿度。
③负压计法。使用负压计测定。当未饱和土壤吸水力与器内的负压力平衡时，压力表所示的负压力即为土壤吸水力，再据以求算土壤含水量。
④中子法。使用中子探测器加以测定。中子源放出的快中子在土壤中的慢化能力与土壤含水量有关，借助事先标定，便可求出土壤含水量。
⑤遥感法。通过对低空或卫星红外遥感图象的判读，确定较大范围内地表的土壤湿度。

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 15:31

土壤湿度水分传感器模块，电阻式的，手头有二种，一种红色款是三线制（估计模拟量的），另一种是四线制（数字加模拟）

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 15:58

土壤湿度传感器
就是监测土壤的湿度，将其的硬件控制电路埋在作物根部的土壤水分传感器监测根部土壤的水分，该传感器经检测电路将“湿度过高”和“湿度过低”信号经编码器传至主控制器，由主控制器决定控制状态。“湿度过高”则停止灌溉;“湿度过低”则通过光电隔离、继电器控制接在水源的电磁阀。该系统还具有故障报警功能。主控制器通过通讯接口与上位机通讯，可以实时监测系统运行状况或对历史数据进行分析。

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 16:02

三线制工作原理
土壤湿度传感器是判断土壤中水分含量的多少来判定土壤的湿度大小。如图所示，当土壤湿度传感器探头悬空时，三极管基极处于开路状态，三极管截止输出为0；当插入土壤中时由于土壤中水分含量不同，土壤的电阻值就不同，三极管的基极就提供了大小变化的导通电流，三极管集电极到发射极的导通电流受到基极控制，经过发射极的下拉电阻后转换成电压。

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 16:15

技术指标
电源电压: 3.3v or 5v
输出电压: 0~2.3v
工作电流: 最大20mA
接口定义：1脚信号，2脚地，3脚电源正
使用寿命：1年左右
模块尺寸: 60x20x5mm
典型电压值（测试平台：10位AD，基准电压5V）:
0 ~300 : 干燥土壤
300~700 : 湿润土壤
700~950 : 放到水中（大概数据）

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 16:20

这是一个简易的水分传感器可用于检测土壤的水分，当土壤缺水时，传感器输出值将减小，反之将增大。使用这个传感器制作一款自动浇花装置，让您的花园里的植物不用人去管理。传感器表面做了镀金处理，可以延长它的使用寿命。将它插入土壤，然后使用AD转换器读取它。在他的帮助下，植物会提醒您：嘿，我渴了，请给我一点水。

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 17:03

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（53）
实验五十三：土壤湿度水分传感器模块（电阻式）
实验一，红板三线制
*/
void setup(){
Serial.begin(57600);
}
void loop(){
Serial.print("Moisture Sensor Value:");
Serial.println(analogRead(0));
delay(500);
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 17:05

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 17:08

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 17:14

四线制模块
1 这是一个简易的水分传感器可用于检测土壤的水分，当土壤缺水时，模块输出一个高电平，反之输出低电平。使用这个传感器制作一款自动浇花装置，让您的花园里的植物不用人去管理。
2 灵敏度可调（图中蓝色数字电位器调节）
4 工作电压3.3V-5V
5 模块双输出模式，数字量输出简单，模拟量输出更精确。
6 设有固定螺栓孔，方便安装
7 小板PCB尺寸：3cm * 1.6cm
8 电源指示灯（红色）和数字开关量输出指示灯（绿色）
9 比较器采用LM393芯片，工作稳定

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 17:23

四线制电原理图

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 17:27

小板接口说明（4线制）
1 VCC 外接3.3V-5V
2 GND 外接GND
3 DO 小板数字量输出接口（0和1）
4 AO 小板模拟量输出接口

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 17:31

本帖最后由 eagler8 于 2019-7-10 18:27 编辑

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 17:40

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 18:26

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（53）
实验五十三：土壤湿度水分传感器模块（电阻式）
实验二，黑板四线制
*/
#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);
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 18:31

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 18:33

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 18:36

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 19:13

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 19:15

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 19:18

ID:513258 · 发表于 2019-7-10 19:33

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 07:36

实验五十四：大按键点动轻触开关模块（高电平输出）

轻触开关
又叫按键开关，最早出现在日本（称之为：敏感型开关）使用时以满足操作力的条件向开关操作方向施压开关功能闭合接通，当撤销压力时开关即断开，其内部结构是靠金属弹片受力变化来实现通断的。轻触开关由：嵌件、基座、弹片、按钮、盖板组成，其中防水类轻触开关在弹片上加一层聚酰亚胺薄膜。轻触开关有接触电阻荷小、精确的操作力误差、规格多样化等方面的优势，在电子设备及白色家电等方面得到广泛的应用如：影音产品、数码产品、遥控器、通讯产品、家用电器、安防产品、玩具、电脑产品、健身器材、医疗器材、验钞笔、雷射笔按键等等。因为轻触开关对环境的条件（施压力小于2倍的弹力/环境温湿度条件以及电气性能）大型设备及高负荷的按钮都使用导电橡胶或锅仔开关五金弹片直接来代替，比如医疗器材、电视机遥控器等。

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 07:41

12*12*7.5系列
是一款仿欧姆龙开关的可配按键帽轻触开关产品，它由四个定位柱和四个引脚组成，其开关规格尺寸为12*12mm，一般市面上又广泛被称为12x12防水轻触开关。该开关常规的盖帽颜色区分有黑色和黄色两种；按键力度区分有250gf、180gf、160gf等3个标准力度。

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 07:46

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 07:49

技术参数
回复力：50gf min
接触电阻：≤50mΩ
行程：0.25±0.1mm
额定值：DC 12V 50mA
绝缘电阻：≥100 MΩ
使用范围温度：-20℃~70℃
保存温度范围：-30℃~80℃
驱动力：250±30gf、180±30gf、160±30gf
机械寿命：50000次

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 07:52

轻触开关使用时的注意事项
1、给轻触开关端子进行焊接时，如果在端子上施加负荷，因条件不同会有松动，变形及电特性劣化的可能，请在使用时注意。
2、使用通孔印刷电路板及推荐以外的电路板时, 由于热应力的影响会发生变化，所以请事先就焊接条件进行充分的确认。
3、进行两次焊接时，请在第一次焊接部分恢复到常温之后再进行。连续加热可能使外围部变形，端子的松动，脱落及电特性降低。
4、关于焊接的条件设定，需要确认实际批量生产条件。
5、产品以直流的电阻负载为前提设计制造的。使用其它负荷[感应性负荷,电容性负荷]时，请另行确认。
6、印刷电路板安装孔及模式，请参照产品图中记载的推荐尺寸。
7、开关请用于直接由人操作按开关的结构。请不要用于机械性的检测功能。
8、轻触开关操作时，如果施加规定以上的负荷，开关将有被损坏的可能。请注意不要在开关上施加规定以上的力。
9、请避免从侧面按操作部的用法。
10、对于平轴杆型，尽量按下开关中心部。对于铰链结构，按下时轴杆按动位置将移动，请特别注意。
11、开关安装后，因其他零部件的粘结剂硬化等通过蓄热硬化炉时，请与专业人士联系。
12、如果使用开关的整机的周围材料产生腐蚀性气体，将有可能造成接触不良等现象，所以请事先进行充分的确认。
13、碳接触点具有因推压负荷接触电阻发生变化的特性。用于电压分压回路等时，请在充分确认之后使用。
14、关于密闭型以外的型号，对异物的侵入，请充分注意。

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 12:33

大按键点动轻触开关模块

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 12:59

名称：按键模块
尺寸：11*22mm
颜色：红色键帽
电压：3.5、5V
输出：数字电平（按下高电平，释放低电平）
接口：Arduino 3P接口 S V G
平台：Arduino、单片机、ARM、树莓派

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【Arduino】108种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）

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