【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 2019-8-10 11:04

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 11:09

功能特性
体积小，重量轻；
采用防反插接口；
具有反接保护，电源反接不会损坏IC；
支持Arduino IDE编程, 并且提供运行库来简化编程；
支持图形可视化与仿真编程，适合全年龄用户。

引脚定义
舵机接线方法（三线接线法）
　　（1）黑线（地线）
　　红线（电源线）两个标准：4.8V和6V蓝线/黄线（信号线）
　　（2）棕线（地线）
　　红线（电源线）两个标准：4.8V和黄线（信号线）

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 11:21

舵机驱动的应用场合：
      1. 高档遥控仿真车,至少得包括左转和右转功能,高精度的角度控制,必然给你最真实的驾车体验
      2. 多自由度机器人设计,为什么日本人设计的机器人可以上万RMB的出售,而国内设计的一些两三千块也卖不出去呢,还是一个品质的问题
      3. 多路伺服航模控制,电动遥控飞机,油动遥控飞机,航海模型等

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 11:51

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（86）
实验八十六： 180度SG90舵机模块（模拟9G）
测试舵机，0-180度之间循环转动
*/
#include <Servo.h>
Servo myservo; // 创建舵机对象来控制舵机
int pos = 0; // 用来存储舵机位置的变量
void setup()
{
myservo.attach(9); // 把连接在引脚9上的舵机赋予舵机对象
}
void loop()
{
for(pos = 0; pos <= 180; pos += 1) // 从0度到180度
{ // 步长为1度
myservo.write(pos); // 告诉舵机到达位置变量‘pos’
delay(15); // 舵机命令之间等待15ms
}
for(pos = 180; pos>=0; pos-=1) // 从180度到0度
{
myservo.write(pos); // 在相反的方向上移动舵机
delay(15); // 舵机命令之间等待15ms
}
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 12:32

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 13:19

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 13:20

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 13:57

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 14:01

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 14:02

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 14:04

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 14:08

实验八十七： DS1307时钟模块 Tiny RTC I2C模块 24C32存储器时钟(带电池）

DS1307
是美国DALLAS公司推出的I2C总线接口实时时钟芯片，它可独立于 CPU工作，不受CPU主晶振及其电容的影响，且计时准确，月累积误差一般小于10秒。芯片还具有主电源掉电情况下的时钟保护电路，DS1307的时钟靠后备电池维持工作，拒绝CPU对其读出和写入访问。同时还具有备用电源自动切换控制电路，因而可在主电源掉电和其它一些恶劣环境场合中保证系统时钟的定时准确性。DS1307具有产生秒、分、时、日、月、年等功能，且具有闰年自动调整功能。同时，DS1307芯片内部还集成有一定容量、具有掉电保护特性的静态RAM，可用于保存一些关键数据。

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 14:47

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 14:59

主要参数
针脚数:8
工作温度范围:0°C to +70°C
封装类型:DIP
工作温度最低:0°C
工作温度最高:70°C
中断类型:全天时间
器件标号:1307
器件标记:DS1307+
存储器容量:56 bytes
存储器类型:RAM
接口类型:Serial, I2C
时钟频率:32.768kHz
温度范围:商用
特点:方波输出
电压, Vcc 最大:5V
电源电压最大:5.5V
电源电压最小:4.5V
类型:RTC
芯片标号:1307
表面安装器件:通孔安装
输出数:1
逻辑功能号:1307

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 15:32

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 15:48

主要特点
56字节非失性的RAM
两线串行接口
可编程方波输出
自动掉电检测和切换电路
在电池备份模式下，功耗小于500nA
工业级的工作温度： -40 到80
8脚DIP和SOIC封装
可对秒，时，分，每月的天数，月份，每周的天数进行计数，并具有闰年补偿功能。计年上限2100。

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 15:57

DS1307时钟模块 Tiny RTC I2C模块 24C32存储器时钟(带电池）

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 16:02

模块特色
1、采用DS1307 I2C实时时钟芯片(RTC)
2、使用24C32 32K I2C EEPROM存储器
3、采用LIR2032可充电锂电池，并带充电电路
4、解决DS1307带备用电池不能读写的问题。
5、充满电后，能提供DS1307计时1年。
6、设计小巧，27mm*28mm*8.4mm
7、引出DS1307的时钟引脚，为单片机提供时钟信号。
8、可以级联其他I2C设备。

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 16:05

模块电原理图

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 16:15

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 17:04

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（87）
实验八十七： DS1307时钟模块 Tiny RTC I2C模块 24C32存储器(带电池）
项目：串口显示时间
*/
#include <Wire.h>
#include <RTClib.h>
DS1307 RTC;
void setup () {
Serial.begin(57600);
Wire.begin();
RTC.begin();
RTC.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__));
}
void loop () {
DateTime now = RTC.now();
Serial.print(now.year(), DEC);
Serial.print('/');
Serial.print(now.month(), DEC);
Serial.print('/');
Serial.print(now.day(), DEC);
Serial.print(' ');
Serial.print(now.hour(), DEC);
Serial.print(':');
Serial.print(now.minute(), DEC);
Serial.print(':');
Serial.print(now.second(), DEC);
Serial.println();
delay(3000);
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 17:16

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 17:18

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 18:20

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 18:23

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 18:25

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 18:47

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 18:48

ID:513258 · 发表于 2019-8-10 18:52

实验八十八： LCD1602液晶屏5V显示模块

1602液晶
也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。

ID:513258 · 发表于 2019-8-11 06:53

LCD
是 Liquid Crystal Display 的简称，意为“液态晶体显示器”，也叫液晶显示器。LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。现在LCD已经替代CRT成为主流，价格也已经下降了很多，并已充分普及。

ID:513258 · 发表于 2019-8-11 07:35

本帖最后由 eagler8 于 2019-8-11 09:38 编辑

液晶
某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态，这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶。液晶是在自然界中出现的一种十分新奇的中间态，并由此引发了一个全新的研究领域。自然界是由各种各样不同的物质组成。以前，人们熟知的是物质存在有3态：固态、液态和气态。而固态又可以分为晶态和非晶态。在晶态固体中分子具有取向有序性和位置有序性，即所谓的长程有序。当然这些分子在平衡位置会发生少许振动，但平均说来，它们一直保持这种高度有序的排列状态。

当通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行的。液晶是一种介于晶体状态和液态状态之间的中间物质。它兼有液体和晶体的某些特点，表现出一些独特的性质。

ID:513258 · 发表于 2019-8-11 07:47

液晶显示材料
具有明显的优点：驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、对人体无危害、生产过程自动化、成本低廉、可以制成各种规格和类型的液晶显示器，便于携带等。由于这些优点。用液晶材料制成的计算机终端和电视可以大幅度减小体积等。液晶显示技术对显示显像产品结构产生了深刻影响，促进了微电子技术和光电信息技术的发展。液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板，为什么会显示数字呢？原来这种液态光电显示材料，利用液晶的电光效应把电信号转换成字符、图像等可见信号。液晶在正常情况下，其分子排列很有秩序，显得清澈透明，一旦加上直流电场后，分子的排列被打乱，一部分液晶会改变光的传播方向，液晶屏前后的偏光片会阻挡特定方向的光线，从而产生颜色深浅的差异，因而能显示数字和图象。

ID:513258 · 发表于 2019-8-11 08:28

LCD 构成
1．背光源（或背光模组）——由于液晶分子自身是无法发光的，因此若想出现画面，液晶显示器需要专门的发光源来提供光线，然后经过液晶分子的偏转来产生不同的颜色。而背光源起到的就是提供光能的作用。之前液晶显示器采用的都是名叫CCFL的冷阴极射线管，其发光原理与日光灯几乎完全相同，而现在新品液晶显示器都采用了更加节能、长寿面的LED背光源。灯管（或LED）发光后藉由导光板将光线分布到各处，通过背面的反射板将所有的光线的方向集中朝向液晶分子。最后光线通过prism sheet以及扩散板将光线均匀的散发出去，避免出现中央亮度过高、四周亮度过低的情况。
2．上下层两个偏光片——偏光片的作用是让光线从单方向通过。
3．上层和下层两块玻璃基板——玻璃基板不仅仅是两块玻璃那么简单，其内侧具有沟槽结构，并附着配向膜，可以让液晶分子沿着沟槽整齐的排列。在上、下两层玻璃两侧会贴有TFT薄膜晶体管和彩色滤光片。
4．ITO透明导电层——其作用是提供导电通路，分为像素电极（P级）和公共电极（M级）。在下一页中我们为大家讲解液晶面板结构更多的内容。
5．薄膜晶体管（就是我们经常所说的TFT）——我们经常说TFT-LCD，其实际上指的就是这个薄膜晶体管，它的作用类似于开关，TFT能够控制IC控制电路上的信号电压，并将其输送到液晶分子中，决定液晶分子偏转的角度大小，因此其是非常重要的一个部件。
6．液晶分子层 ——液晶分子层是改变光线偏光状态最重要的元素，通过电力和弹性力共同决定其排列和偏光状态。
7．彩色滤光片——通过液晶分子偏转的光线只能显示不同的灰阶，但是不能提供红、绿、蓝（RGB）三原色，而彩色滤光片则由RGB三种过滤片组成，通过三者混和调节各个颜色与亮度。液晶面板中每一个像素由红、绿、蓝3个点构成，每种颜色的点各自拥有不同的灰阶变化。

ID:513258 · 发表于 2019-8-11 08:42

ID:513258 · 发表于 2019-8-11 08:54

LCD与OLED的不同点
虽然在一定环境下观看LCD显示屏会出现色彩失真的现象，但这并不代表LCD一点优点都没有，存在即合理，LCD也还是具有很多优点的。例如消费者最关心的功率消耗的问题，LCD的功率消耗量是比较小的，而且一般LCD显示屏都会采用数字式接口，用起来也是非常方便的。

OLED的工作原理是利用ITO玻璃透明电极和金属电极分别作为期间的阳极和也阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层，然后分别迁移到发光层激发后发出可见光。OLED的显示核心是自发光体，与LCD相比，虽然OLED的成本相对较高，但它快速响应时间可缩短为微妙级别，因为其不需要背光，所以具有宽视角的特性，上下左右的视角宽度可高达170度。此外，由于OLED理论上可以显示无穷种色彩，所以即便是显示黑色，也是可以达到全黑画面的，这在对比度上就拥有了很大的优势。OLED屏可以做到弯曲、折叠的状态，然而OLED最大的优势还不止对比度一点，OLED拥有超薄面板、重量轻的特点，值得一提的是，OLED屏可以做到弯曲、折叠，甚至可以像一张纸一样挂在墙上、放在口袋里、镶在衣服上。所以OLED更是受到大众的喜爱。总的来说，OLED在图像质量与超薄的特点方面略胜一筹，在未来显示行业中，OLED也将处于领先的趋势。不过目前OLED受限于生产成本，在突破大尺寸显示屏方面遭遇了瓶颈，在考虑成本方面，近些年OLED有望转战小屏市场，但无论如何，OLED仍将是未来几年显示行中的一匹黑马。

ID:513258 · 发表于 2019-8-11 09:37

LCD1602液晶屏5V显示模块
1602字符型液晶也叫1602液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。

ID:513258 · 发表于 2019-8-11 09:42

ID:513258 · 发表于 2019-8-11 09:45

管脚功能
1602采用标准的16脚接口，其中：
第1引脚：GND为电源地
第2引脚：VCC接5V电源正极
第3引脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。
第4引脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
第5引脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。
第6引脚：E(或EN)端为使能(enable)端,高电平（1）时读取信息，负跳
变时执行指令。
第7～14引脚：D0～D7为8位双向数据端。第15～16脚：空脚或背灯电
源。
第15引脚背光正极，
第16引脚背光负极。

ID:513258 · 发表于 2019-8-11 10:14

模块电原理图

ID:282095 · 发表于 2019-8-11 10:43

资料蛮齐全的

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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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