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艇仲
5 years ago
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1 12-2 Arduino 互動設計專題與實戰本章會介紹很多的傳感器, 每一個不同的傳感器它的處理方法多少都有點不一樣, 希望讀者能了解這些硬體的使用方法, 並進一步活用在自己的專案中如果找不到本章所提到的傳感器和硬體, 筆者的網站 ( 會提供最新連結, 方便你找到該硬體 12.1 水銀開關讀取 - 物體傾斜偵測水銀開關, 又稱傾側開關, 是電路開關的一種元件水銀開關裡接著電極的小巧容器, 儲存著一小滴水銀, 在此容器中多數注入惰性氣體或真空, 當用戶移動水銀開關時, 因為重力的關係, 水銀水珠會向容器中較低的地方流去, 如果同時接觸到兩個電極的話, 開關便會將電路閉合, 開啟開關容器的形狀亦會影響水銀水珠接觸電極的條件, 所以市面上賣的水銀開關外型會有很多變化, 運用在不同的使用情況, 以做到打開電路和閉合電路圖 12-1 水銀開關的外型硬體接線 Arduino 接腳元件接腳 Pin 13 LED 長腳 GND LED 短腳 Pin 2 水銀開關接腳 1 GND 水銀開關接腳 2 圖 12-2 水銀開關的實習接線圖

$Chapter 12 Arduino 與傳感器 12-3 範例程式以下為讀取水銀開關的範例程式如果連接,LED 燈就會閃爍水銀開關在電子賣場裡面都買得到, 且會有不同的造型, 符合您的需要範例 :Ch12-1 MercurySwitches.ino( 範例程式中 sample\ch12\mercuryswitches\) 01 // 柯博文老師 www.powenko.$

2 Chapter 12 Arduino 與傳感器 12-3 範例程式以下為讀取水銀開關的範例程式如果連接,LED 燈就會閃爍水銀開關在電子賣場裡面都買得到, 且會有不同的造型, 符合您的需要範例 :Ch12-1 MercurySwitches.ino( 範例程式中 sample\ch12\mercuryswitches\) 01 // 柯博文老師 02 int ledpin = 13; 03 int tiltpin = 2; 04 int val = 0; 05 int threshold = 1; 06 void setup(){ 07 pinmode(ledpin, OUTPUT); 08 pinmode(tiltpin, INPUT); 09 digitalwrite(tiltpin, HIGH); // 設置內部上拉電阻 10 } 11 void loop(){ 12 digitalwrite(ledpin, digitalread(tiltpin)); // 當水銀開關 HIGH 時,LED 持續發亮 13 } 14 程式解說第 8 行 : 設定讀取水銀開關是第 8 個接腳第 9 行 : 設定第 8 個接腳, 內部上拉電阻第 12 行 : 當水銀開關 HIGH 時,LED 持續發亮, 當水銀開關 LOW 時,LED 持續變暗執行結果執行影片請見書附光碟中的 12-1.mp4 圖 12-3 執行結果

3 12-4 Arduino 互動設計專題與實戰 12.2 光敏電阻 - 自製小夜燈光敏電阻是一種特殊的電阻, 只要接觸到光, 就會改變電阻, 簡稱光電阻, 又名光導管它的電阻和光線的強弱有直接關係光強度增加, 則電阻減小 ; 光強度減小, 則電阻增大因此這個實驗需要用到太陽光或電燈, 當有光線照射時, 電阻內原本處於穩定狀態的電子受到激發, 成為自由電子所以光線越強, 產生的自由電子也就越多, 電阻就會越小暗電阻 (dark resistivity), 當光敏電阻的材料 selenium cell 在完全沒有光線照射的狀態下 ( 室溫 ), 此時的電阻值稱為暗電阻 ( 當電阻值穩定不變時, 例如 1kM 歐姆 ), 與暗電阻相對應的電流為暗電流亮電阻 (bright resistance) 當電阻在充足光線照射的狀態下 ( 室溫 ) 時, 當光敏電阻的材料 selenium cell 就會導通, 此時的電阻值稱為亮電阻 ( 當電阻值穩定不變時, 例如 1kM 歐姆 ), 與亮電阻相對應的電流為亮電流光電流 = 亮電流暗電流電極的條件而什麼是光電流? 金屬物體在光的照射下發射電子, 使金屬帶正電的現象叫光電效應, 發射出的電子叫光電子很多光電子形成的電流就叫光電流 (Photocurrent) 光敏電阻的外型有很多種, 運用在不同的使用情況, 以做到打開電路和閉合電路圖 12-4 為光敏電阻的外型圖 12-4 光敏電阻的外型實驗介紹這個實驗完成後, 是可以製作成商品販賣的喔! 有沒有看過那種晚上會自動亮起來的小夜燈? 有想過它是如何設計的嗎? 它正是透過光敏電阻來感應天色是否昏暗, 如果是, 那 LED 燈就變亮, 若是白天, 那 LED 就閃爍, 當然你也可以修改為全暗以節省電源

4 Chapter 12 Arduino 與其他的傳感器 12-5 硬體準備 Arduino 板子一個 LED 一個光敏電阻 ( 如果沒有的話可以可變電阻代替 ) 一個 10K 歐姆電阻一個 220 歐姆電阻麵包板接線硬體接線 Arduino 接腳元件接腳 Pin 13 LED 長腳 GND LED 短腳, 透過 10K 歐姆電阻 Analog Pin A0 光敏電阻接腳 1 GND 光敏電阻接腳 2, 透過 220 歐姆電阻圖 12-5 光敏電阻的實習接線圖

$12-6 Arduino 互動設計專題與實戰範例程式範例 :Ch12-2 photocell.ino( 範例程式中 sample\ch12\photocell\) 01 // 柯博文老師 www.powenko.com 02 int ledpin = 13; 03 int analogpin = 0; 04 int val = 0; 05 void setup(){ 06 Serial.$

5 12-6 Arduino 互動設計專題與實戰範例程式範例 :Ch12-2 photocell.ino( 範例程式中 sample\ch12\photocell\) 01 // 柯博文老師 02 int ledpin = 13; 03 int analogpin = 0; 04 int val = 0; 05 void setup(){ 06 Serial.begin(9600); 07 pinmode(ledpin, OUTPUT); 08 } 09 void loop(){ 10 val = analogread(analogpin); 11 Serial.println(val); 12 if (val <= 100) { 13 digitalwrite(ledpin, HIGH); // 當太暗時,LED 持續發亮 14 } else { 15 digitalwrite(ledpin, HIGH); // 當有光時,LED 閃爍 16 delay(300); 17 digitalwrite(ledpin, LOW); 18 delay(300); 19 } 20 delay(300); 21 } 22 執行結果圖 12-6 執行結果

Chapter 12 Arduino 與其他的傳感器 12-61 執行影片本實驗執行結果, 請參考書附光碟中的 12-8-1-gas.mp4 延伸練習請加個蜂鳴器或喇叭製作一個警報器, 在偵測到有問題時便響警報 12.

6 Chapter 12 Arduino 與其他的傳感器執行影片本實驗執行結果, 請參考書附光碟中的 gas.mp4 延伸練習請加個蜂鳴器或喇叭製作一個警報器, 在偵測到有問題時便響警報紅外線動作傳感器 - 小偷警示器紅外線動作傳感器 (PIR Motion Sensor) 或稱人體紅外線傳感器, 是一種可以偵測物體移動的電子裝置會發射紅外線的東西很多, 例如燈泡蠟燭人體與動物也會發射紅外線, 而紅外線動作傳感器的原理, 便是利用人體發射出來的紅外線的變化, 來感應物體的移動紅外線傳感器分主動式和被動式兩種 : 1. 主動式的紅外線傳感器, 傳感器本身會發射紅外線光束, 當紅外線光束被物體擋住後, 紅外線光束會反射, 利用這個紅外線反射原理可以做很多應用, 例如廁所的自動沖水小便斗或感應式水龍頭, 它們用的就是主動式紅外線傳感器 2. 被動式的紅外線裝置, 也稱為紅外線動作傳感器 (PIR Motion Sensor), 傳感器本身不會發射紅外線光束, 而是透過感應到動物或是剛剛所說的物體, 所發出的紅外線的變化來做感應, 而 PIR 是 Passive Infrared Sensor( 被動式紅外線傳感器 ) 的縮寫一般紅外線動作傳感器的核心監測裝置看起來如下圖所示 : 圖各種紅外線動作傳感器

12-62 Arduino 互動設計專題與實戰應用範圍紅外線動作傳感器一般用在防盜系統上或是計算人走動的流量, 例如有人走到特定區域中的自動照明裝置, 又例如將紅外線傳感器和燈具裝在走廊樓梯間或車庫門口等不常有人走動之處, 只要有人經過便自動開燈照明, 人離開後就自動關燈省電或是入侵屋內便響警報的紅外線警報器, 可以裝置在小偷可能入侵的地方自動照明裝置防小偷的警報系統 12.12.1

7 12-62 Arduino 互動設計專題與實戰應用範圍紅外線動作傳感器一般用在防盜系統上或是計算人走動的流量, 例如有人走到特定區域中的自動照明裝置, 又例如將紅外線傳感器和燈具裝在走廊樓梯間或車庫門口等不常有人走動之處, 只要有人經過便自動開燈照明, 人離開後就自動關燈省電或是入侵屋內便響警報的紅外線警報器, 可以裝置在小偷可能入侵的地方自動照明裝置防小偷的警報系統實驗 : 小偷偵測警報系統實驗介紹本實驗使用紅外線動作傳感器 (PIR Motion Sensor), 一旦監測到有人經過此設備前便會發出警告這裡是用 LED 的開關來代替, 也可以自行轉換成其他元件, 比如說嗡鳴器硬體準備 Arduino 板子紅外線動作傳感器 (PIR Motion Sensor) 麵包板接材數條一個 LED 燈硬體規格本實驗使用的紅外線檢測器模組, 可以在網路或是電子賣場上找到, 可以參考或圖紅外線檢測器模組

Chapter 12 Arduino 與其他的傳感器 12-63 此紅外線檢測器模組的功能如圖 12-74 所示, 可以調整可變電阻, 來改變監測的敏感度與距離 LM393 比較器 IC 使用的機會很多, 本書 14.

依紅外線收到量的大小加以判斷是動物還是人之後, OUT 再送出 HIGH 或 LOW 的訊號在感測到物體移動時, 紅外線動作傳感器就會在 OUT 腳上輸出一個訊號, 利用這個訊號就可以知道傳感器附近是否有人另外, 大部分紅外線動作傳感器都有一個旋轉鈕, 可讓使用者調整訊號輸出的延遲時間,

8 Chapter 12 Arduino 與其他的傳感器此紅外線檢測器模組的功能如圖所示, 可以調整可變電阻, 來改變監測的敏感度與距離 LM393 比較器 IC 使用的機會很多, 本書 14.2 節有詳細介紹簡單地講, 它可以比較 2 個類比的資料, 如果 A > B, 就輸出為數位的 1 高電位, 如果 A <= B 就輸出為 0 低電位圖紅外線檢測器模組介紹當有人或動物經過此紅外線檢測器模組時, 紅外線接收器就會監測反應, 然後透過可變電阻和 LM393 來判斷, 依紅外線收到量的大小加以判斷是動物還是人之後, OUT 再送出 HIGH 或 LOW 的訊號在感測到物體移動時, 紅外線動作傳感器就會在 OUT 腳上輸出一個訊號, 利用這個訊號就可以知道傳感器附近是否有人另外, 大部分紅外線動作傳感器都有一個旋轉鈕, 可讓使用者調整訊號輸出的延遲時間, 這個設計非常貼心, 因為這樣可以延遲關燈的時間, 避免燈具開關太過頻繁一般以 PWM 訊號控制 RC SERVO 的對外連接線, 白線為 PWM 訊號線, 紅線為電源線, 黑線為地線, 使用者通常會透過微處理器連接 SERVO 控制器來提供 PWM 訊號及電源一般來說, 紅外線動作傳感器只有三支接腳, 功能如下 : VCC 電源接到 +5V 電源 GND 接地 OUT 輸出訊號圖紅外線檢測器模組的接線

$(220 歐姆 ) 會是個好主意範例程式範例 :Ch12-12-1 InfraredSensor.ino( 範例程式中 sample\ch12\infraredsensor\) 01 // 柯博文 www.powenko.$

9 12-64 Arduino 互動設計專題與實戰硬體接線 Arduino 接腳數位 A0 GND 5V 元件接腳紅外線檢測器模組的 OUT 紅外線檢測器模組的 GND 接地紅外線檢測器模組的 VCC 電源圖實習接線圖圖的 LED 沒有串接電阻, 是因為 Arduino 的輸出電流很小, 不會燒壞 LED, 所以才敢偷懶少接一顆電阻一般來說,LED 串接一顆電阻 (220 歐姆 ) 會是個好主意範例程式範例 :Ch InfraredSensor.ino( 範例程式中 sample\ch12\infraredsensor\) 01 // 柯博文 02 // PIR("Passive Infrared Sensor") Motion Sensor,03 紅外線動作傳感器, 或稱人體紅外線傳感器 03 int sensorvalue=0; 04 int Key1Pin = 2; 05 int ledpin1= 13; 06 void setup() 07 { 08 Serial.begin(9600); // 設定 Serial 傳輸速度 pinmode(key1pin, INPUT); // 這裡設定所要讀入的 PIN 腳模式 11 pinmode(ledpin1, OUTPUT); 12 } 13

10 Chapter 12 Arduino 與其他的傳感器 void loop() 15 { int keystate = digitalread(key1pin); // 取得數位輸入 PIN 腳的值 19 if(keystate == 1) 20 { 21 Serial.print(" Safe"); // 安全 22 digitalwrite(ledpin1, LOW); // LED 亮 23 }else{ Serial.print(" Detected"); // 偵測到了 26 digitalwrite(ledpin1, HIGH); // LED 暗 27 } Serial.println(" "); 30 delay(1000); 31 } 程式解說第 10 行 : 設定接腳 2 為所要讀入的接腳第 11 行 : 設定接腳 13 為所要輸出的接腳, 該接腳會做出反應監測到物體的動作第 18 行 : 讀取紅外線感應器的資料第行 : 處理監測反應執行結果圖執行結果

12-66 Arduino 互動設計專題與實戰圖 12-78 執行結果執行影片本實驗執行結果, 請參考書附光碟中的 12-12-1-detact.mp4 延伸練習 1.

11 12-66 Arduino 互動設計專題與實戰圖執行結果執行影片本實驗執行結果, 請參考書附光碟中的 detact.mp4 延伸練習 1. 請加個蜂鳴器或喇叭製作一個紅外線警報器, 在偵測到有人進入屋內時便響警報 2. 透過後面章節介紹的網路連接, 加上相關應用, 當有人進入屋內時, 把資料傳到網路上 3. 結合 Processing 的功能, 只要偵測到有人移動, 就繪製一筆到 Processing 軟體上, 製作人數經過的報表等計算移動人次的功能

SVS26CS Sensors Module User Guide Rev. 1.0 Aug Copyright 2018 Sivann Inc., All Rights Reserved.

SVS26CS Sensors Module User Guide Rev. 1.0 Aug Copyright 2018 Sivann Inc., All Rights Reserved. User Guide Rev. 1.0 Aug. 2018 Copyright 目錄一介紹... 2 1.1 相關開發文件... 2 1.2 硬體規格... 3 二硬體配置... 5 三接腳圖... 7 四接腳描述... 8 五版本歷史... 10 Rev. 1.0 1 / 10 一介紹 Sivann 為一通用型的感測器應用模組, 其包含了 6 種常用的感測器與 2 種控制器感測器包含溫濕度