【Arduino】108种传感器与模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）

半导体

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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。

Arduino 系列传感器实验目录清单：

3楼       实验一：干簧管传感器模块
12楼       实验二：光敏电阻传感器模块
26楼       实验三：微波雷达传感器模块
38楼       实验四：振动传感器模块
50楼       实验五：热敏电阻温度传感器模块
59楼       实验六：KY-038高感度声音传感器模块
70楼       实验七：旋转电位器模块
78楼       实验八：湿度传感器模块
94楼       实验九：火焰（红外线）传感器模块
109楼    实验十：敲击传感器模块
120楼    实验十一：金属触摸传感器模块KY-36
127楼    实验十二：线性霍尔磁力传感器模块
140楼    实验十三：触摸传感器模块
150楼    实验十四：倾斜传感器模块（角度开关）
167楼    实验十五：手指侦测心跳传感器模块KY-039
179楼    实验十六：电容式数字触摸传感器模块（TTP223）
193楼    实验十七：HC-SR312微型人体感应传感器模块
211楼    实验十八：0.25W太阳能滴胶板传感器模块（45X45MM）
222楼    实验十九：常闭型SW-420震动开关传感器模块
236楼    实验二十：水银开关传感器模块（KY-017）
251楼    实验二十一：激光头传感器模块（KY-008）
266楼    实验二十二：MAX7219点阵显示模块（8X8 LED共阴）
290楼实验二十三：NE555频率可调脉冲发生器模块
307楼实验二十四：水位水滴传感器模块
317楼实验二十五：MQ-2气敏式烟雾传感器模块
342楼实验二十六：4X4矩阵键盘模块
357楼实验二十七：BMP280 高精度气压温度传感器模块
372楼实验二十八：5050 RGB全彩LED模块
385楼实验二十九：DS1302 实时时钟模块
406楼实验三十：光敏二极管传感器模块
426楼实验三十一：ISD1820录音语音模块（8-20秒）
450楼实验三十二：雨滴传感器模块（雨水/雨量/叶面湿度）
468楼实验三十三：ESO8266串口WIFI收发无线模块（ESP-01S）
494楼实验三十四：三色LED交通灯模块（红黄绿灯）
507楼实验三十五：模拟量声音传感器模块（四线制）
526楼实验三十六：WS2812B智能外控集成LED四位彩灯模块
542楼实验三十七：MQ-3酒精乙醇传感器模块（半导体式）
570楼实验三十八：joystick双轴XY按键摇杆模块（PS2游戏控制杆）
593楼实验三十九：DS18B20 单总线数字温度传感器模块
616楼实验四十：360度旋转增量编码器模块（KY-040）
639楼实验四十一：IS0203激光接收管传感器模块
660楼实验四十二：5V低电平触发单路继电器模块（常开常闭型）
681楼实验四十三：DSM501A韩国PM2.5灰尘粉尘传感器模块
713楼实验四十四：类比霍尔磁性传感器 KY-035（模拟量）
739楼实验四十五：红外避障传感器模块（光电接近开关）
756楼实验四十六：350Ω高精度电阻式应变片传感器 (弯曲感测器)
768楼实验四十七：七段LED数码管模块Seven Segment Display
785楼实验四十八：GY-291 数字三轴重力加速度倾斜度模块
810楼实验四十九：有源蜂鸣器报警器发声模块（低电平触发）
825楼实验五十：W25Q64 64Mbit FLASH外扩存储模块（SPI接口）
841楼实验五十一：自锁点动触摸按键传感器模块（TTP223芯片）
867楼实验五十二：SPI接口Micro SD卡模块  TF卡读写卡器
886楼实验五十三：土壤湿度水分传感器模块（电阻式）
910楼实验五十四：大按键点动轻触开关模块（高电平输出）
925楼实验五十五：DHT11 温湿度复合传感器模块（数字型单总线通信）
949楼实验五十六： 8路LED流水灯跑马灯模块SUNLEPHANT
965楼实验五十七：四档频率占空比可调模块矩形波信号发生器（NE555）
984楼实验五十八： HC-SR04超声波测距传感器模块（4针通用款）
1015楼  实验五十九： RS232转TTL2代串口模块刷机板（MAX3232芯片）
1013楼  实验六十：ATTINY85 Digispark kickstarter 微型 USB 开发板
1072楼  实验六十一：直条8位 WS2812B 5050 RGB LED内置全彩模块
1092楼  实验六十二：电压检测模块 Voltage Sensor 电压传感器
1110楼  实验六十三： 1排4键薄膜开关 Arduino扩展键盘模块（控制面板）
1124楼  实验六十四： TCS3200D颜色识别传感器（可编程彩色光频转换器）
1147楼  实验六十五： 5MM三色RGB全彩LED模块颜色传感器KY-016
1163楼  实验六十六： TCRT5000红外反射光电开关寻迹传感器模块
1185楼  实验六十七：HC-SR501 热释电人体红外感应传感器模块
1214楼  实验六十八：BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器
1235楼  实验六十九： AT24C256 I2C接口 EEPROM 存储模块 IIC
1250楼  实验七十： GY-30 数字光强度模块光照传感器（BH1750FVI芯片）
1274楼  实验七十一：电容式土壤湿度传感器模块不易腐蚀宽电压（TL555I）
1296楼  实验七十二：HX1838红外无线遥控红外扩展模块(遥控器+接收板)
1320楼  实验七十三：人体秤50kg称重传感器模块（电阻应变半桥式）
1354楼  实验七十四：4位LED数码管模块0.36英寸亮度可调带时钟点（ TM1637）
1373楼  实验七十五： GY-NEO-6MV2新款飞控GPS模块（带大天线）
1394楼  实验七十六：TTL转RS-485模块 MAX485 RS485模块
1420楼  实验七十七： 2路继电器模块带光耦保护Arduino扩展板
1437楼  实验七十八： LGT8F328P LQFP32 MiniEVB开发板
1458楼  实验七十九：模拟灰度传感器（反射式光电模块）
1474楼  实验八十： ov7670摄像头模块30W采集拍照模组（替OV7725）
1495楼  实验八十一：槽型光耦对射光电开关模块（红外计数测速传感器）
1510楼  实验八十二： MQ135空气质量检测传感器模块（有害气体检测)
1533楼  实验八十三： 4路TTP224电容式触摸模块人体数字触摸传感器
1553楼  实验八十四： 8位LED数码管MAX7219模块（支持级联控制）
1568楼  实验八十五：开源 Mini MP3 Player SD卡播放器模块（YX5200）
1600楼  实验八十六： 180度SG90舵机模块（模拟9G）
1619楼  实验八十七： DS1307时钟模块 Tiny RTC I2C模块 24C32存储器
1636楼  实验八十八： LCD1602液晶屏5V显示模块
1666楼  实验八十九： WS2812B-4*4位 RGB LED 全彩驱动16位彩灯模块
1688楼  实验九十：步进电机+ULN2003驱动板 4相 5线 5V步进电机模组
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花雕 · 2019-7-14 07:33:43

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（58）
实验五十八： HC-SR04超声波测距传感器模块（通用款）
Echo接Digital 3口，接收距离信号
Trig接Arduino板的Digital 2口，触发测距
上电后预热稳定大约需要60秒钟
*/
float distance;
const int echo=3; //echO接D3脚
const int trig=2; //echO接D2脚
void setup()
{
Serial.begin(9600); //波特率9600
pinMode(echo,INPUT); //设置echo为输入脚
pinMode(trig,OUTPUT); //设置trig为输出脚
Serial.println("HC-SR04-2019.7.14测距开始：");
}
void loop()
{
digitalWrite(trig,LOW);
delayMicroseconds(20);
digitalWrite(trig,HIGH);
delayMicroseconds(20);
digitalWrite(trig,LOW); //发一个20US的高脉冲去触发Trig
distance = pulseIn(echo,HIGH); //计数接收高电平时间
distance = distance*340/2/10000; //计算距离 1：声速：340M/S 2：实际距离1/2声速距离 3：计数时钟为1US
Serial.print("距离: ");
Serial.print(distance);
Serial.println("cm");
delay(20); //单次测离完成后加20mS的延时再进行下次测量。防止近距离测量时，测量到上次余波，导致测量不准确。
delay(500); //500mS测量一次
}

复制代码

花雕 · 2019-7-14 07:35:50

花雕 · 2019-7-14 07:48:23

花雕 · 2019-7-14 08:00:28

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（58）
实验五十八： HC-SR04超声波测距传感器模块（通用款）
程序之二，阙值50厘米控制板载LED
Echo接Digital 3口，接收距离信号
Trig接Arduino板的Digital 2口，触发测距
上电后预热稳定大约需要60秒钟
HC-SR04为简单通用款，没有温度补偿，实测200CM段误差约3CM
*/
int inputPin=3; // 定义超声波信号接收接口
int outputPin=2; // 定义超声波信号发出接口
int ledpin=13;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(ledpin,OUTPUT);
pinMode(inputPin, INPUT);
pinMode(outputPin, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(outputPin, LOW); // 使发出发出超声波信号接口低电平2μs
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(outputPin, HIGH); // 使发出发出超声波信号接口高电平10μs，这里是至少10μs
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(outputPin, LOW); // 保持发出超声波信号接口低电平
int distance = pulseIn(inputPin, HIGH); // 读出脉冲时间
distance= distance/58; // 将脉冲时间转化为距离（单位：厘米）
Serial.println(distance); //输出距离值
delay(50);
if (distance >=50)
{//如果距离大于50厘米小灯亮起
digitalWrite(ledpin,LOW);
}//如果距离小于50厘米小灯熄灭
else
digitalWrite(ledpin,HIGH);
}

复制代码

花雕 · 2019-7-14 08:03:30

花雕 · 2019-7-14 08:13:11

测量一本书的距离变化波形

花雕 · 2019-7-14 08:32:03

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（58）
实验五十八： HC-SR04超声波测距传感器模块（通用款）
程序之三，串口输出等待时间的原始数据
Echo接Digital 3口，接收距离信号
Trig接Arduino板的Digital 2口，触发测距
上电后预热稳定大约需要60秒钟
HC-SR04为简单通用款，没有温度补偿，实测200CM段误差约3CM
*/
#define Trig 2
#define Echo 3
float cm; //距离变量
float temp;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(Trig, OUTPUT);
pinMode(Echo, INPUT);
}
void loop() {
//给Trig发送一个低高低的短时间脉冲,触发测距
digitalWrite(Trig, LOW); //给Trig发送一个低电平
delayMicroseconds(2); //等待 2微妙
digitalWrite(Trig,HIGH); //给Trig发送一个高电平
delayMicroseconds(10); //等待 10微妙
digitalWrite(Trig, LOW); //给Trig发送一个低电平
temp = float(pulseIn(Echo, HIGH)); //存储回波等待时间,
//pulseIn函数会等待引脚变为HIGH,开始计算时间,再等待变为LOW并停止计时
//返回脉冲的长度
//声速是:340m/1s 换算成 34000cm / 1000000μs => 34 / 1000
//因为发送到接收,实际是相同距离走了2回,所以要除以2
//距离(厘米) = (回波时间 * (34 / 1000)) / 2
//简化后的计算公式为 (回波时间 * 17)/ 1000
cm = (temp * 17 )/1000; //把回波时间换算成cm
Serial.print("Echo =");
Serial.print(temp);//串口输出等待时间的原始数据
Serial.print(" | | Distance = ");
Serial.print(cm);//串口输出距离换算成cm的结果
Serial.println("cm");
delay(500);
}

复制代码

花雕 · 2019-7-14 08:34:07

花雕 · 2019-7-14 08:59:40

花雕 · 2019-7-14 09:00:16

花雕 · 2019-7-14 09:16:58

花雕 · 2019-7-14 09:47:29

花雕 · 2019-7-14 09:52:25

花雕 · 2019-7-14 10:23:08

网上搜索了一下，超声波模块的型号还不少，比如还有HY-SRF05（五针
高精度）；US-025和US-026（苏州顺憬志联CS100芯片，距离6米稳定性好些）；US-100（同时具有GPIO，串口等多种通信方式，内带看门狗，工作稳定可靠）；RCWL-1601（宽电压，对棉质及不规则物体探测精度高于SR-04）;RCWL-1603（含有UART,PWM,GPIO及UART AUTO OUT等多种接口模式，专业MCP9700温度补偿）；US-015（目前市场上分辨率最高，重复测量一致性最好的超声波测距模块）等，以后待手头有实物了再做实验。

花雕 · 2019-7-14 10:41:11

实验五十九： RS232转TTL2代串口模块刷机板（MAX3232芯片）

MAX3232
采用专有低压差发送器输出级，利用双电荷泵在3.0V至5.5V电源供电时能够实现真正的RS-232性能，器件仅需四个0.1uF的外部小尺寸电荷泵电容。max3232确保在120kbps数据速率，同时保持RS-232输出电平。max3232具有二路接收器和二路驱动器，提供1uA关断模式，有效降低功效并延迟便携式产品的电池使用寿命。关断模式下，接收器保持有效状态，对外部设备进行监测，仅消耗1uA电源电流，max3232的引脚、封装和功能分别与工业标准MAX242和MAX232兼容。即使工作在高数据速率下，max3232仍然能保持RS-232标准要求的正负5.0V最小发送器输出电压。

花雕 · 2019-7-14 10:46:42

花雕 · 2019-7-15 11:40:35

max3232是MAXIM公司生产的一款 232通讯的芯片，他可以将单片机的逻辑信号的电平转成RS232的电平。因为RS232是用，正负电平来表示0和1的信号，所以MAX3232要产生相应的正负电压。在使用MAX3232时，先确定一下系统接供的电压，因为此芯片，对不同的工作电压，要给不同的电容来产生电压。通电后，先检测一下2脚是否有+5.4V以上的电压，6脚有-5.4V以上的电压，16脚是否有电压，如没有则要检查相应的电容。注意在16脚一定要有电容，要不然就可能不能产生相应的电压。