【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 2019-7-11 13:06

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 13:28

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（54）
实验五十四：大按键点动轻触开关模块（高电平输出）
按键开关接D2
LED 接D13
实验一，串口简单计数器（按键中断）
在循环中，我们不断检测按键是否为高电位
如果为高电位，则计数加1；
反之，不做动作(继续自动计数)
*/
#define anjian 2 //定义按键脚
int count=0; //定义初始count值
void setup() {
Serial.begin(9600); //设置波特率
pinMode(anjian,INPUT); //设置按键脚为输入模式
}
void loop() {
if(digitalRead(anjian)==HIGH) // 当检测到按键按下时
{
delay(2);
count=count+1; //计数加1
}
Serial.println(count); //打印出count值
delay(500); //延时一段时间再次检测
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 13:31

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 14:01

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（54）
实验五十四：大按键点动轻触开关模块（高电平输出）
按键开关接D2
LED 接D13
实验二，按键控制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);
}
}

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ID:513258 · 发表于 2019-7-11 14:23

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（54）
实验五十四：大按键点动轻触开关模块（高电平输出）
按键开关接D2
LED 接D13
实验三，按键自锁控制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);
}
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 14:25

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 14:57

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 14:59

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 16:22

本帖最后由 eagler8 于 2019-7-12 19:17 编辑

实验五十五：DHT11 温湿度复合传感器模块（数字型单总线通信）

温度
度量物体冷热的物理量，是国际单位制中7个基本物理量之一。温度是物体内分子间平动动能的一种表现形式。分子运动愈快，即温度愈高，物体愈热；分子运动愈慢，即温度愈低，物体愈冷。从分子运动论观点看，温度是物体分子运动平均动能的标志，温度是分子热运动的集体表现，含有统计意义。在生产和科学研究中，许多物理现象和化学过程都是在一定的温度下进行的，人们的生活也和它密切相关。

湿度
湿度很久以前就与生活存在着密切的关系，但用数量来进行表示较为困难。对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值（重量或体积）等等。日常生活中最常用的表示湿度的物理量使空气的相对湿度。用%RH表示。在物理量的导出上相对湿度与温度有着密切的关系。一定体积的密闭气体，其温度越高相对湿度越低，温度越低，其相对湿度越高。其中涉及到复杂的热力工程学知识。

温湿度与人们生活的关系
如：冬天温度为18至25℃，湿度为30%至80%；夏天温度为23至28℃，湿度为30%至60%。在此范围内感到舒适的人占95%以上。在装有空调的室内，室温为19至24℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是工作效率高。18℃，湿度应是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷。

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 16:40

DHT11
是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 19:33

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 19:35

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 19:55

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 19:59

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 20:01

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 20:49

技术参数
供电电压： 3.3~5.5V DC
输出：单总线数字信号
测量范围：湿度 20-90%RH，温度 0~50℃
测量精度：湿度+-5%RH，温度+-2℃
分辨率：湿度 1%RH，温度 1℃
长期稳定性： <±1%RH/年

注意事项
1、避免在结露情况下使用
2、长期保存温度 10-40℃，湿度 60%以下
3、使用时电源和地接法要正确，以免损坏传感器

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 20:52

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 20:55

模块描述
1、可以检测周围环境的湿度和温度
2、传感器采用DHT11
3、湿度测量范围：20%-95%（0度-50度范围）湿度测量误差：+-5%
4、温度测量范围：0度-50度温度测量误差：+-2度
5、工作电压3.3V-5V
6、输出形式数字输出
7、设有固定螺栓孔，方便安装
8、小板PCB尺寸：3.2cm*1.4cm
9、电源指示灯（红色）
10、每套重量约为8g

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 21:04

模块接口说明（3线制）
1 VCC 外接3.3V-5V
2 GND 外接GND
3 DO 小板开关数字量输出接口接单片机IO口

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 21:08

注意事项
传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品连接方便，可直接插接到Arduino传感器扩展板上。

ID:513258 · 发表于 2019-7-11 21:11

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 06:30

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（55）
实验五十五：DHT11 温湿度复合传感器模块（数字型单总线通信）
*/
#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(" ℃ ");
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 06:33

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 06:47

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（55）
实验五十五：DHT11 温湿度复合传感器模块（数字型单总线通信）
实验程序之二
*/
#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 ");
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 06:52

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 07:40

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 07:42

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 08:02

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 08:04

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 08:20

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 08:22

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 08:24

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 08:38

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 09:00

实验五十六： 8路LED流水灯跑马灯模块SUNLEPHANT

发光二极管
简称为LED。由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 09:10

发光原理
它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。限流电阻R可用下式计算：
R=（E－UF）/IF
式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的正常工作电流。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 09:21

LED的优点主要有：
1、节能,比白炽灯节能80%以上,比节能灯节能50%以上。
2、体积小，重量轻，不怕震动。
3、光效高，是白炽灯15m/w的8倍，是荧光灯50 Lm/w的2倍多。
4、光色可选择，LED光源的发光颜色和色温都可以灵活应用。
5、.方向性好，LED发光角度可以灵活调整。
6、环保：没有节能灯所含的汞等有害物质。
7、.冷光源无紫外线和红外线，故没有热量，没有辐射。
8、寿命长,寿命可达5万-10万小时比传统光源寿命长10-50倍以上。
9、.响应速度快，纳秒级。

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 09:29

LED的缺点：
1、散热问题，LED在电致光的过程中另外一部分能量转化成热量，如无法及时散发出去，PN结的结温将会升高，加速芯片和封装树脂的老化，使芯片失效，影响LED的使用寿命与发光表现。
2、防水性能差，是户外使用的一个致命弱点光源内部吸水后内部金属氧化影响输出或产生内应力、荧光粉吸潮变色,光色漂移。
3、成本较高.光源.散热器.电源.高透灯罩/透镜/反射罩.四者成本集体推高LED成本。
4、需要驱动器提供恒流电源，驱动器寿命是影响灯具寿命的重要因素。
5、半导体器件，对静电影响比较敏感，易被静电击穿PN结导致漏电流或死灯。

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 09:41

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 09:48

发光二极管特性
1、极性
发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应接电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。
LED单向导通性，LED只能往一个方向导通（通电），叫作正向偏置（正向偏压），当电流流过时，电子与空穴在其内复合而发出单色光，这叫电致发光效应，而光线的波长、颜色跟其所采用的半导体材料种类与掺入的元素杂质有关。具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。白光LED的发光效率，在近几年来已经有明显的提升，同时，在每千流明的购入价格上，也因为投入市场的厂商相互竞争的影响，而明显下降。虽然越来越多人使用LED照明作办公室、家具、装饰、招牌甚至路灯用途，但在技术上，LED在光电转换效率(有效照度对用电量的比值)上仍然低于新型的荧光灯，是国家以后发展民用的去向。

2、适合做光源与信号显示器
与白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管，每个数码管可显示0～9，10个阿拉伯数字以及A，B，C，D，E，F等部分字母（必须区分大小写）。

3、主要参数
LED的光学参数中重要的几个方面就是：光通量、发光效率、发光强度、光强分布、波长。

4、发光效率和光通量
发光效率就是光通量与电功率之比，单位一般为lm/W。发光效率代表了光源的节能特性，这是衡量现代光源性能的一个重要指标。

5、发光强度和光强分布
LED发光强度是表征它在某个方向上的发光强弱，由于LED在不同的空间角度光强相差很多，随之而来我们研究了LED的光强分布特性。这个参数实际意义很大，直接影响到LED显示装置的最小观察角度。比如体育场馆的LED大型彩色显示屏，如果选用的LED单管分布范围很窄，那么面对显示屏处于较大角度的观众将看到失真的图像。而且交通标志灯也要求较大范围的人能识别。

6、波长
对于LED的光谱特性我们主要看它的单色性是否优良，而且要注意到红、黄、蓝、绿、白色LED等主要的颜色是否纯正。因为在许多场合下，比如交通信号灯对颜色就要求比较严格，不过据观察我国的一些LED信号灯中绿色发蓝，红色的为深红，从这个现象来看我们对LED的光谱特性进行专门研究是非常必要而且很有意义的。

ID:513258 · 发表于 2019-7-12 10:22

直针8路流水灯、跑马灯模块单片机外扩模块

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