Adruino：傳感器及步進電機

一、傳感器*

1、溫濕度傳感器

????????DHT11它采用專用的數字采集技術和溫濕度傳感器技術，包括一個電阻式感濕元件和NTC測溫元件，并與一個高性能的8位單片機連接。DATA端采用串行接口（單線雙向）與微控制器進行同步和通信。

?????????DHT11的供電電壓為3~5.5V。傳感器上電后，要等待1s以越過不穩定狀態，在此期間無需發送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100nF的電容，用于去耦濾波。

溫濕度傳感器模塊接口：

????????? VCC —電源引腳

????????? GND —電源引腳

????????? DATA? —數字引腳?

dht11類庫函數

函數	解釋
DHT11.read(pin)	獲取返回狀態碼 pin：與DATA端連接的引腳。返回：0：OK? -1：Error -2：Timeout
DHT11.humidity	濕度值
DHT11.temperature	溫度值

函數

解釋

DHT11.read(pin)

獲取返回狀態碼

pin：與DATA端連接的引腳。

返回：0：OK? -1：Error -2：Timeout

DHT11.humidity

濕度值

DHT11.temperature

溫度值

2、空間運動傳感器

3、溫度傳感器

????????DS18B20是常用的數字溫度傳感器，其輸出的是數字信號，具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強，精度高的特點。測溫范圍－55℃～+125℃，固有測溫誤差1℃。

????????DS18B20采用單總線接口方式，在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊。

????????? ?單總線（One-Wire）采用單根信號線，實現數據的雙向傳輸，具有節省I/O資源、結構簡單、便于擴展和維護等特點。

二、電機

1、步進電機

步進電機是將電脈沖轉化為角位移的執行元件。當步進電機驅動器接收到一個脈沖信號時，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（即步距角）。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的，同時也可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。

?工作模式

?它的工作模式分為單四拍、雙四拍、四相八拍三種工作模式。

?單四拍

正轉繞組的通電順序： A→B→C→D→A→… 。

反轉繞組的通電順序： D→C→B→A→D→… 。

雙四拍

正轉繞組的通電順序： AB→BC →CD→DA→AB。

反轉繞組的通電順序： DA→CD →BC→AB→DA。

?四相八拍

正轉繞組的通電順序： A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A。

反轉繞組的通電順序： A→DA→D→CD→C→BC→B→AB→A。

2、直流電機

????????直流電機將直流電能轉換成機械能（直流電動機）的旋轉電機。

????????直流電機的調速方式：（1）改變電機兩端的電壓 ?（2）改變磁通量 ?（3）串聯調節電阻。電壓越大，轉速越快，改變電壓是調速常用辦法，使用脈沖寬度調制PWM方法，輸入不同占空量的方波，改變直流電機電樞兩端的電壓，即可改變直流電機轉速，實現調速功能，可以實現無級調速。

????????直流電機的換向方法：通過改變輸入電壓極性實現，即反轉電源輸入端的正負極連接方向。

3、舵機

三、超聲波測距*

????????HC-SR04是一種應用廣泛的超聲波測距模塊，通過I/O接口給Trig端發測試信號，最少10us的高電平信號，模塊會自動發送8個40kHz聲波，并自動檢測是否有聲波返回。若有信號返回則通過Echo端輸出高電平。(兩次高電平的間隔時間*聲音的速度)/2=距離。

HC-SR04類庫函數

函數	解釋
SR04 sr04(echo，trig)	類實例化。
sr04.Distance()	讀取測量距離，單位cm。

案例：

#include "SR04.h"		//添加庫函數
#define TRIG_PIN 6		//定義引腳
#define ECHO_PIN 7		//定義引腳
SR04 sr04 = SR04(ECHO_PIN,TRIG_PIN);	//構造函數
long a;
void setup() {Serial.begin(9600);		//定義串口波特率Serial.println("Example written by Coloz From Arduin.CN");delay(1000);
}
void loop() {a=sr04.Distance(); 		//讀取障礙物和SR04的距離Serial.print(a);      		//送串口監視器顯示Serial.println("cm");delay(1000);
}

四、蜂鳴器

????????蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產品中作發聲器件。

????????有源蜂鳴器內部有振蕩電路，能將恒定的直流電轉化成一定頻率的脈沖信號，一旦供電，蜂鳴器就會發出聲音。 ? ?

????????無源蜂鳴器內部不帶震蕩源，需要加方波信號PWM能夠發聲。頻率不同，震蕩出來的音調也不同。

int buzzer = 8;			//設置控制蜂鳴器的數字引腳 
void setup() { pinMode(buzzer,OUTPUT); 	//設置數字引腳為輸出模式
} 
void loop() { unsigned char i, j;    		//定義變量 for(i=0; i<80; i++)  {    		//輸出一個頻率的聲音 digitalWrite(buzzer,HIGH);  	//發聲 delay(1);                       	//延時1ms digitalWrite(buzzer,LOW);  	//不發聲 delay(1);      }                 	//延時1 ms for(j=0; j<100; j++) {         	//輸出另一個頻率的聲音 digitalWrite(buzzer,HIGH);  	//發聲 delay(2);                     		//延時2ms digitalWrite(buzzer,LOW); 	//不發聲 delay(2); }                  		//延時2ms 
}

五、SD卡讀寫模塊

????????SD卡支持兩種總線方式：SD方式與SPI方式。其中SD方式采用6線制，使用CLK、CMD、DAT0~DAT3進行數據通信（PC等設備使用）。而SPI方式采用4線制，使用CS、CLK、DataIn和DataOut進行數據通信。SD方式的數據傳輸速度比SPI方式要快，但采用單片機對SD卡進行讀寫時一般都采用SPI模式。

?????????Arduino的I/O接口輸出5V高電平，SD卡的工作電壓是3.3V，故需要通過電平轉換才可與Arduino連接，可以使用SD讀寫模塊與Arduino連接。

引腳編號	SPI模式
引腳編號	名稱	類型	描述
1	CS	I	片選
2	DI	I	數據輸入
3	VSS1	S	電源地
4	VDD	S	電源
5	SCLK	I	時鐘
6	VSS2	S	電源地
7	DO	O或PP	數據輸出
8	X
9	X

SD卡類庫函數

（1）name()

????????功能：返回文件名。

????????語法格式：file.name()。

????????參數說明：file：File類的一個實例 ( SD.open()的返回值)。

????????返回值：文件名。

（2）available()

????????功能：檢查文件的字節數，available()繼承了流實用類。

????????語法格式： file.available()。

????????參數說明：file：File類的一個實例 ( SD.open()的返回值)。

????????返回值：文件的字節數，int類型。?

（3）close()

????????功能：關閉文件。

????????語法格式：file.close()。

????????參數說明：file：File類的一個實例 ( SD.open()的返回值)。

????????返回值：無。

（4）flush()

????????功能：確保寫到文件里的字節存儲到SD卡上。當文件關閉時，自動完成。

????????語法格式：file.flush()。

????????參數說明：file：File類的一個實例 ( SD.open()的返回值)。

????????返回值：無。

（5）peek()

????????功能：從文件中讀取下一個字節，連續調用該函數將返回同一個值。peek()繼承了流實用類。

????????語法格式：file.peek()。

????????參數說明：file：File類的一個實例 ( SD.open()的返回值)。

????????返回值：下一個字節或字符，若無則返回-1。

（6）position()

????????功能：獲取文件的當前位置(將要讀寫的下一個字節的位置)。

????????語法格式：file.position()。

????????參數說明：file：File類的一個實例 ( SD.open()的返回值)。

????????返回值：文件位置，unsigned long類型。

（7）print()

????????功能：輸出數據到以寫方式打開的文件。按ASCII形式輸出數字（例如：123按'1', '2', '3'輸出）。

????????語法格式：file.print(data) 和file.print(data, BASE)。

????????參數說明：file：File類的一個實例 ( SD.open()的返回值)。 data：輸出數據，char、 byte、 int、 long、或 string類型。 BASE (可選參數)：輸出數據的進制：BIN是二進制；DEC是十進制；OCT 是八進制；HEX是十六進制。

????????返回值：byte：輸出的字節數，讀取該數據是可選操作

六、無線射頻識別RFID模塊

????????射頻識別技術通過無線電信號識別特定的目標并讀寫相關數據，常用的有低頻30kHz~300kHz，高頻3MHz~30MHz，超高頻3GHz~30GHz等微波技術。RFID讀寫器有移動式和固定式兩種。

????????一套完整的RFID系統由閱讀器（Reader）、電子標簽（TAG）也就是所謂的應答器（Transponder）及應用軟件三個部分組成。

RFID的類庫函數

函數	解釋
RFID rfid(SS，RST)	類實例化對象。
rfid.isCard()	尋卡。
rfid.readCardSerial()	讀取卡的串口信息，返回卡的4個字節和一個字節校驗碼序列號到字符數組serNum。
rfid.Init()	初始化。
rfid.auth(authMode,BlockAddr,SectorKay,serNum)	驗證卡片密碼。 unsigned char auth：密鑰驗證模式 unsigned char* SectorKey：扇區密碼
rfid.read(blockAddr,recvData)	讀數據塊。 unsigned char blockAddr：塊地址 unsigned char* recvData：讀出的數據塊
rfid.write(blockAddr,writeData)	寫數據快。 unsigned char blockAddr：塊地址 unsigned char* writeData：寫入16字節數據到塊
rfid.selectTag(serNum)	選擇卡片并讀取卡的存儲器容量。 unsigned char* serNum：卡的序列號。
rfid.Halt()	命令卡片進入休眠狀態。

七、繼電器

?????????繼電器（英文名稱：relay）是電控制器件，是一種能把小信號（輸入信號）轉換成高電壓大功率控制信號（輸出信號）的一種“自動開關”。繼電器能控制多個對象和回路，能控制遠距離對象，故繼電器在自動控制及遠程控制領域有較廣泛的應用。例如控制電燈、電冰箱、洗衣機、車庫門等。按繼電器的工作原理或結構特征分類，繼電器可分為：電磁繼電器、固體繼電器、舌簧繼電器和時間繼電器等。按繼電器的外形尺寸可分為：微型繼電器、超小型微型繼電器和小型繼電器等。