【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 2019-8-23 16:55

ID:513258 · 发表于 2019-8-23 16:57

ID:513258 · 发表于 2019-8-23 17:07

L298N电机驱动模块性能特点：
　　1：可实现电机正反转及调速。
　　2：启动性能好，启动转矩大。
　　3：工作电压可达到36V，4A。
　　4：可同时驱动两台直流电机。
　　5：适合应用于机器人设计及智能小车的设计。

情况一：用L298N驱动两台直流减速电机的电路。引脚A，B可用于PWM控制。如果机器人项目只要求直行前进，则可将IN1，IN2和IN3，IN4两对引脚分别接高电平和低电平，仅用单片机的两个端口给出PWM信号控制使能端A，B即可实现直行、转弯、加减速等动作。

情况二：用L298实现二相步进电机控制。将IN1，IN2和IN3，IN4两对引脚分别接入单片机的某个端口，输出连续的脉冲信号。信号频率决定了电机的转速。改变绕组脉冲信号的顺序即可实现正反转。

ID:513258 · 发表于 2019-8-23 17:28

注意事项：
1.当你的驱动电压（上图标识为12V输入，实际可以接受的输入范围是7-12V）为7V-12V的时候，可以使能板载的5V逻辑供电，当使用板载5V供电之后，接口中的+5V供电不要输入电压，但是可以引出5V电压供外部使用。（这种即为常规应用！）
2.当驱动电压高于12V，小于等于24V（芯片手册中提出可以支持到35V，但是按照经验一般298保守应用最大电压支持到24V已经很了不起！）时，比如要驱动额定电压为18V的电机。首先必须拔除板载5V输出使能的跳线帽。然后在5V输出端口外部接入5V，5V使能即一个电平为5V的控制信号，当此信号输入有效时，且电机驱动模块中电源供电正常时，电机驱动模块输出电流。否则即使电源供电正常，电机上也无电流。电压对L298N内部逻辑电路供电。（这种是高压驱动的非常规应用！）
3、L298N供电的5V如果是用另外电源供电的话，（即不是和单片机的电源共用），那么需要将单片机的GND和模块上的GND连接在一起，只有这样单片机上过来的逻辑信号才有个参考0点。此点非常重要，请注意。

ID:513258 · 发表于 2019-8-23 17:36

ID:513258 · 发表于 2019-8-23 18:12

ID:513258 · 发表于 2019-8-24 15:37

/*
【Arduino】108种传感器模块系列实验（98）
实验九十八： L298N电机驱动板模块直流步进电机智能机器人小车模组
项目一：使用arduino中的analogWrite生产pwm波，这里analogWrite
可输入的数字为0-255当然电机低于某个电压就会不转了，大家可以更改数
值来试一下，这种方法的缺点是无法修改pwm的频率
*/
int input1 = 5; // 定义uno的pin 5 向 input1 输出
int input2 = 6; // 定义uno的pin 6 向 input2 输出
int enA = 10; // 定义uno的pin 10 向输出A使能端输出
void setup() {
pinMode(input1,OUTPUT);
pinMode(input2,OUTPUT);
pinMode(enA,OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(input1,HIGH); //给高电平
digitalWrite(input2,LOW); //给低电平
analogWrite(enA,200);
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-8-24 15:42

/*
【Arduino】108种传感器模块系列实验（98）
实验九十八： L298N电机驱动板模块直流步进电机智能机器人小车模组
项目二：使用延时函数来制作pwm波，这种方法大家可能比较熟悉，因为
经常会用到delay函数，很简单，有一点需要注意的是平时pwm波通常为
50hz即为20ms，所以我这里设置为pwm时间为20ms，即高低电平时间加
起来为20，也可以尝试不同的频率，试一下有什么效果。
*/
int input1 = 5; // 定义uno的pin 5 向 input1 输出
int input2 = 6; // 定义uno的pin 6 向 input2 输出
int enA = 10; // 定义uno的pin 10 向输出A使能端输出
void setup() {
pinMode(input1,OUTPUT);
pinMode(input2,OUTPUT);
pinMode(enA,OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(input1,HIGH); //给高电平
digitalWrite(input2,LOW); //给低电平
digitalWrite(enA,HIGH);
delay(10);
digitalWrite(enA,LOW);
delay(10);
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-8-24 15:46

ID:513258 · 发表于 2019-8-24 16:53

ID:513258 · 发表于 2019-8-24 16:55

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 17:22

37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手试试做实验，不管成功与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题，希望能够抛砖引玉。

实验九十九： APDS-9960 GY-9960-3.3 RGB红外手势传感器方向识别模块

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 18:27

APDS-9960
具有先进的手势检测、接近检测和数字环境光感应功能，是一款采用单个 8 引脚封装的数字 RGB、环境光、近程和手势传感器装置。该装置具有与 I2C 兼容的接口，为红色、绿色、蓝色、透明（RGBC），近程和手势感测配有红外 LED。RGB 和环境光感测功能可在多种光条件下以及通过多种减振材料包括深色玻璃的情况下，检测出光强度。此外，集成 UV-IR 遮光滤光片可实现精准的环境光和相关色温感测。

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 18:47

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 18:58

Features
光学模块中的 RGBC 光传感器和带红外 LED 的近程和手势检测器
微型封装尺寸：3.94（长）x 2.36（宽）x 1.35（高）毫米
I2C 接口与专用中断引脚兼容
深色玻璃后运作的高灵敏度
RGBC 光感测，带有集成 UV-IR 遮光滤光片
几何排列的 RGBC 二极管可提供统一的角度响应
校准至 100 毫米检测距离，无需客户的最终产品校准
四个独立的二极管可感应不同的方向
配有可见光遮光滤光片的近程和手势感测
受专利保护的屏蔽设计，将近程串扰将至最低
集成光学透镜，校准红外 LED 光束并提升光电二极管的灵敏度。
低功耗：睡眠模式功率为 1.0 微安典型值

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 19:02

手势检测
APDS-9960是一款集成 ALS、红外 LED 和接近检测器的光学模块和环境亮度感测 (ALS, Ambient Light Sensing)的环境亮度传感器，使用双光二极管来近似 0.01 lux 照度近似人眼的视觉反应，带有上限和下限阈值的可编程中断功能，高达16位分辨率，即使在深色玻璃后也能高灵活运作，接近传感器经过完全调校可进行100毫米物体检测，免除终端设备和次组件的工厂校准需求。环境光动态范围也从之前大10K lux增大到30K lux，太阳光校准大增至50K lux，大大提升了灵敏度并避免了强光干扰。可以在大1.0mm的Air Gap下精准工作，不用做外部隔离处理，极大的方便了客户的结构设计。其等待状态功耗 - 90μA 典型值，睡眠模式功率 - 2.2μA 典型值，更能节省能源；高达 400kHz (I2C 快速模式)专用中断引脚，提供 I2C 接口兼容，可以适应所有手机硬件平台和接口电压，全集成方案，方便结构和电路设计。

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 19:37

这是一个 RGB和手势传感器模块，小接口板具有内置APDS-9960芯片，提供环境光与颜色测量，接近检测和非接触手势检测。有了这个RGB和手势感应器，你就可以控制一台计算机，单片机，机器人，它比你的手一个简单的刷卡功能强大的多！实际上，该手势传感器APDS-9960在三星Galaxy S5中使用。该APDS-9960是一个极小的传感器，内置紫外线和红外线阻隔滤镜，四个单独的二极管不同方向的敏感，以及一个I2C兼容接口。为了使用方便，设计出了以下引脚：VL（可选功率IR LED），GND（地），VCC（电源，APDS-9960传感器），SDA（I2C数据），SCL（时钟I2C）和INT（中断）。每个APDS-9960还具有4至8英寸（10至20cm）的检测范围。

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 19:47

模块电原理图

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 19:49

该APDS-9960手势检测模块特点：
工作电压：3.3V
环境光及RGB色彩感应
接近检测
手势检测
测量范围：4-8in（10-20CM）
I2C接口（I2C地址：0x39）

对于APDS;
SDA = A4
SCL = A5
GND = GND
VCC = 3.3V

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 19:55

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 19:57

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 20:21

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 20:53

/*
【Arduino】108种传感器模块系列实验（99）
实验九十九： APDS-9960 GY-9960-3.3 RGB红外手势传感器方向识别模块
1、工具-管理库-搜索“SparkFun_APDS-9960”库-安装
2、项目：串口显示测量的四组数据（未接入LCD）
3、实验接脚
SDA = A4
SCL = A5
GND = GND
VCC = 3.3V
*/
#include <Wire.h>
#include <SparkFun_APDS9960.h>
#include <LiquidCrystal.h>
SparkFun_APDS9960 apds = SparkFun_APDS9960();
uint16_t ambient_light = 0;
uint16_t red_light = 0;
uint16_t green_light = 0;
uint16_t blue_light = 0;
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
void setup() {
lcd.begin(16, 2);
Serial.begin(9600);
Serial.println();
Serial.println(F("--------------------------------"));
Serial.println(F("SparkFun APDS-9960 - ColorSensor"));
Serial.println(F("--------------------------------"));
if ( apds.init() ) {
Serial.println(F("APDS-9960 initialization complete"));
} else {
Serial.println(F("Something went wrong during APDS-9960 init!"));
}
if ( apds.enableLightSensor(false) ) {
Serial.println(F("Light sensor is now running"));
} else {
Serial.println(F("Something went wrong during light sensor init!"));
}
delay(500);
}
void loop() {
if ( !apds.readAmbientLight(ambient_light) ||
!apds.readRedLight(red_light) ||
!apds.readGreenLight(green_light) ||
!apds.readBlueLight(blue_light) ) {
Serial.println("Error reading light values");
} else {
Serial.print("Ambient: ");
Serial.print(ambient_light);
lcd.setCursor(1, 0);
lcd.print(red_light);
Serial.print(" Red: ");
Serial.print(red_light);
lcd.setCursor(7, 0);
lcd.print(green_light);
Serial.print(" Green: ");
Serial.print(green_light);
lcd.setCursor(1, 1);
lcd.print(blue_light);
Serial.print(" Blue: ");
Serial.println(blue_light);
}
delay(1000);
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 20:57

初始化后距离台灯40CM的数据

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 21:15

不同手势，四组数据各不相同

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 21:27

/*
【Arduino】108种传感器模块系列实验（99）
实验九十九： APDS-9960 GY-9960-3.3 RGB红外手势传感器方向识别模块
1、工具-管理库-搜索“SparkFun_APDS-9960”库-安装
2、项目二：接入中断，串口显示7个不同的手势符号
UP=向上
DOWN=向下
LEFT=向左
RIGHT=向右
NEAR=向近
FAR=向远
NONE=无动作
3、实验接脚
INT = D2
SDA = A4
SCL = A5
GND = GND
VCC = 3.3V
*/
#include <Wire.h>
#include <SparkFun_APDS9960.h>
// Pins
#define APDS9960_INT 2 // Needs to be an interrupt pin
// Constants
// Global Variables
SparkFun_APDS9960 apds = SparkFun_APDS9960();
int isr_flag = 0;
void setup() {
// Initialize Serial port
Serial.begin(9600);
Serial.println();
Serial.println(F("--------------------------------"));
Serial.println(F("SparkFun APDS-9960 - GestureTest"));
Serial.println(F("--------------------------------"));
// Initialize interrupt service routine
attachInterrupt(0, interruptRoutine, FALLING);
// Initialize APDS-9960 (configure I2C and initial values)
if ( apds.init() ) {
Serial.println(F("APDS-9960 initialization complete"));
} else {
Serial.println(F("Something went wrong during APDS-9960 init!"));
}
// Start running the APDS-9960 gesture sensor engine
if ( apds.enableGestureSensor(true) ) {
Serial.println(F("Gesture sensor is now running"));
} else {
Serial.println(F("Something went wrong during gesture sensor init!"));
}
}
void loop() {
if( isr_flag == 1 ) {
detachInterrupt(0);
handleGesture();
isr_flag = 0;
attachInterrupt(0, interruptRoutine, FALLING);
}
}
void interruptRoutine() {
isr_flag = 1;
}
void handleGesture() {
if ( apds.isGestureAvailable() ) {
switch ( apds.readGesture() ) {
case DIR_UP:
Serial.println("UP");
break;
case DIR_DOWN:
Serial.println("DOWN");
break;
case DIR_LEFT:
Serial.println("LEFT");
break;
case DIR_RIGHT:
Serial.println("RIGHT");
break;
case DIR_NEAR:
Serial.println("NEAR");
break;
case DIR_FAR:
Serial.println("FAR");
break;
default:
Serial.println("NONE");
}
}
}

复制代码

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 21:28

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 21:59

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 22:00

ID:513258 · 发表于 2019-8-26 22:02

ID:513258 · 发表于 2019-8-27 10:01

本帖最后由 eagler8 于 2019-8-27 10:38 编辑

37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手试试做实验，不管成功与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题，希望能够抛砖引玉。

实验一百： AT-09蓝牙4.0BLE 模块串口引出 CC2541兼容HM-10模块

ID:513258 · 发表于 2019-8-27 10:38

CC2541
是一款针对低能耗以及私有 2.4GHz 应用的功率优化的真正片载系统 (SoC) 解决方案。它使得使用低总体物料清单成本建立强健网络节点成为可能。 CC2541 将领先 RF 收发器的出色性能和一个业界标准的增强型 8051 MCU、系统内可编程闪存存储器、8kB RAM 和很多其它功能强大的特性和外设组合在一起。 CC2541 非常适合应用于需要超低能耗的系统。这由多种不同的运行模式指定。运行模式间较短的转换时间进一步使低能耗变为可能。

ID:513258 · 发表于 2019-8-27 11:09

如果CC2540上
的USB未启用并且CC2541上的I2C/额外I/O未启用，那么CC2541与CC2540在6mmx6mm方形扁平无引脚（QFN）40封装内引脚兼容。与CC2540相比，CC2541提供更低RF流耗。CC2541没有CC2540所具有的USB接口，并在TX模式中提供较低的最大输出功率CC2541还增加了1个HWI2C接口。CC2541与CC2533优化RF4CEIEEE802.15.4SoC引脚兼容。CC2541有2个不同的版本：分别具有128kB和256kB闪存的的CC2541F128/F256。

ID:513258 · 发表于 2019-8-27 11:13

CC2540/41特性
　　（1）射频
　　–2.4GHz蓝牙符合低能耗规范和私有的RF片载系统
　　–支持250kbps，500kbps，1Mbps，2Mbps的制器内核数据速率–出色的链路预算，不使用外部前段而支持长距离应用–高达0dBm的可编程输出功率
　　–出色的接收器灵敏度（1Mbps时为-94dBm），可选择性，和阻挡性能
　　–适合于针对符合世界范围内的无线电频率调节系统：ETSIEN300328和EN3004402类（欧洲），FCCCFR4715部分（美国），和ARIBSTD-T66（日本）

　　（2）布局
　　–极少的外部组件–提供参考设计支持
　　–6mm×6mm方形扁平无引脚（QFN）-40封装
　　–与CC2540引脚兼容（当不使用USB或者I2C时）（ADC）

　　（3）低功率
　　 –工作模式RX低至：17.9mA
　 –工作模式TX（0dBm）：18.2mA–功率模式1（4μs唤醒）：270μs–功率模式2（睡眠定时器打开）：1μs–功率模式3（外部中断）：0.5μs

　　（4）工作模式下TPS62730兼容低功率
　　–RX低至：14.7mA（3V电源）–TX（0dBm）：14.3mA（3V电源）

　　（5）微控制器
　　–具有代码预取功能的高性能和低功率8051微控制器内核
　　–系统内可编程闪存，128或者256KB
　　–在所有功率模式下具有保持功能的8KBRAM
　　–支持硬件调试
　　–扩展基带自动化，包括自动确认和地址解码
　　–所有功率模式中对所有相关寄存器的保持

　　（6）外设
　　–功能强大的5通道直接内存访问（DMA）
　　–通用定时器（1个16位，2个8位）
　　–红外（IR）生成电路
　　–具有捕捉功能的32kHz睡眠定时器
　　–精确数字接收到的数字信号强度指示器（RSSI）支持
　　–电池监视器和温度感应器
　　–含8通道和可配置分辨率的12位模数转换器（ADC）
　　–高级加密标准（AES）安全协处理器
　　–2个功能强大的支持几个串行协议的通用异步接收发器（UART）
　　–23个通用I/O引脚（21×4mA，2×20mA）
　　–I2C接口
　　–2个具有LED驱动功能的I/O引脚
　　–安全装置定时器
　　–集成的高性能比较器（7）开发工具
　　–CC2541评估模块工具包（CC2541EMK）
　　–CC2541小型开发工具包（CC2541DK-MINI）
　　–SmartRF™软件
　　–提供IAR嵌入式Workbench™

ID:513258 · 发表于 2019-8-27 11:17

ID:513258 · 发表于 2019-8-27 11:22

CC2540/41软件特性
　　（1）符合针对单模式蓝牙低能耗（BLE）解决方案的符合蓝牙4.0协议的堆栈器
　　–完全功率优化堆栈，包括控制器和主机
　　–GAP-中心设备，外设，或者广播器（包括组合角色）
　　–属性协议（ATT）/通用属性配置文件（GATT）
　　–客户端和服务器
　　–L2CAP说明
　　（2）示例应用和配置文件
　　–针对GAP中心和外围作用的一般应用
　　–距离临近，加速计，简单关键字，和电池GATT服务
　　–BLE软件栈内支持更多应用
　　（3）多重配置选项
　　–单芯片配置，允许应用运行在CC2541上
　　–用于运行在一个外部微处理器接口
　　–BTool-用于评估、开发和测试的视窗（Windows）PC应用

　　应用范围
　　•2.4GHz蓝牙低能耗系统
　　•私有的2.4GHz系统
　　•人机接口器件（键盘，鼠标，遥控）
　　•体育和休闲设备1个HWI2C接口。
　　•移动电话附件•消费类电子产品

ID:513258 · 发表于 2019-8-27 11:39

本帖最后由 eagler8 于 2019-8-27 12:22 编辑

CC2540/41 参数：
射频部分：  支持BLE协议栈及私有2.4G RF片载系统；
传输速率：250kbps,500kbps,1Mbps,2Mbps;
输出功率：0dBm(支持可编程输出功率)
接收灵敏度：-94dBm@1Mbps；
适合针对符合世界范围内的无线电频率应用系统  出色的链路预算，支持超长距离应用；
低功耗：  工作模式RX低至17.9mA;  工作模式TX(0dBm):18.2mA;  功率模式1（4us唤醒）：270uA;  功率模式2（睡眠定时器开）：1uA;  功率模式3（外部中断）：0.5uA;
宽电源电压范围（2V-3.6V）;
MCU:  具有代码预取功能的高性能和低功耗8051内核；
可编程Flash：CC2541F128 128KB 和CC2541F256 256KB;
支持硬件调试；
扩展基带自动化，包括自动确认和低至解码；
各个功率模式下，相关寄存器数据保持；
外设：  功能强大的5通道直接内存访问（DMA）;
通用定时器（1个16bit,2 个8bit）;
红外生产电路；
32kHz 具有捕获功能的睡眠定时器；
支持RSSI（数字信号强度指示器）；
电池监视器和温度传感器  8通道12位模数转化器（可配置分辨率）；
高级加密标准安全协处理器；
2个功能强大的支持多个串口协议的异步串口通信接口（UART）；
23个通用I/O接口（21*4mA;2*20mA）;
IIC 接口；
2个大电流I/O(直接驱动LED)；
安全装置定时器；
集成的高性能比较器；
开发工具：  CC2541 评估模块工具包（CC2541EMK）;  CC2541 小型开发工具包（CC2541DK-MINI）;  SmartRF 软件；  提供IAR嵌入式Workbench.

ID:513258 · 发表于 2019-8-27 11:54

模块亮点：

1.超低待机功耗 90uA~400uA

2.超远连接距离32.8英尺/10米

3.超快反应速度0.4秒

4.安卓、苹果、PC、MAC全通用.

5.收发无字节限制，最高可达3K Bytes/秒

6.不需要做MFI

7.IOS系统完美支持

8.Android4.3系统完美支持.

9.主从一体模块，具透传、远控、PIO采集三种功能，通过AT指令集进行切换和设置，
与您之前用过的蓝牙串口模块一样，在不改PCB和下位机程序的情况下轻松升级到蓝4.0！

ID:513258 · 发表于 2019-8-27 12:13

模块电原理图

ID:513258 · 发表于 2019-8-27 12:21

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