“实验二十二:灰度传感器实验”的版本间的差异

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*[[Basic Experiment Kits For Arduino]]
 
*[[Basic Experiment Kits For Arduino]]
 
*[[Basic Experiment Kits For Raspberry Pi]]
 
*[[Basic Experiment Kits For Raspberry Pi]]
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== 参数说明 ==
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*可通过W1和W2端口选择输出模式
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**管脚W1提供直接模式、触发模式的选择
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**管脚W2提供快速模式、低功耗模式的选择
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***W1=0,W2=0:输出为直接模式,高电平有效
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***W1=0,W2=1:输出为直接模式,低电平有效
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***W1=1,W2=0:输出为触发模式,上电状态为0
 +
***W1=1,W2=1:输出为触发模式,上电状态为1
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== Arduino ==
 
== Arduino ==
 
=== 实验现象 ===
 
=== 实验现象 ===
* 通过串口打印模块测量到的灰度值对应的数字量,
+
* 当按键按下时,板载LED灯点亮。
* 当灰度高于阈值时,板载LED灯点亮。
+
* 当按键松开时,板载LED灯熄灭。
* 当灰度低于阈值时,板载LED灯熄灭。
 
 
 
=== 编程原理 ===
 
*灰度传感器共引出三个引脚,分别是电源正Vcc、电源地GND、信号端OUT,实际使用时可以直接将传感器连接到 Arduino 控制器的模拟接口,例如模拟口 A0,给 Arduino 通电后,传感器白色高亮 LED 亮起,将传感器扣放在灰度不同的纸张上,通过 Arduino 控制器自带的 AD 转换进行数据的读取,然后通过串口打印出测量的模拟量即可。
 
*发光二极管与1K电阻串联,发光二极管作为光源,照射在检测物体上,1K电阻起限流作用。光敏电阻与10K电阻串联,光敏电阻具有光越强阻值越小的特性。当发光二极管照在白色物体上时,白色物体反射所有光,亮度强,光敏电阻阻值小,分压小,out点输出的电压值高;当发光二极管照在黑色物体上时,黑色物体吸收所有光,亮度弱,光敏电阻阻值大,分压大,out点输出的电压值低。
 
  
 
=== 电路连接 ===
 
=== 电路连接 ===
 
*
 
*
灰度传感器模块 Arduino UNO R3
+
TTP223触摸开关 Arduino UNO R3
 
VCC 5V
 
VCC 5V
OUT A0
+
OUT D3
 
GND GND
 
GND GND
  
 
=== 主要程序 ===
 
=== 主要程序 ===
 
<pre>
 
<pre>
int Led = 13;
+
#define SEN 3
int buttonpin = A0;
+
#define LED 13
int val;
+
 
 +
int value = 0;
  
 
void setup()
 
void setup()
 
{
 
{
   Serial.begin(9600);
+
   pinMode(LED,OUTPUT);
   pinMode(Led, OUTPUT);
+
   pinMode(SEN,INPUT);
   pinMode(buttonpin, INPUT);
+
   Serial.begin(9600);       //波特率9600
 
}
 
}
  
 
void loop()
 
void loop()
 
{
 
{
   val = analogRead(buttonpin);
+
   value = digitalRead(SEN);  
  Serial.println(val,DEC); 
+
   if(value == HIGH)             //ADBuffer值小于设定值,相当于温度大于设定值
   if (val < 400)
 
 
   {
 
   {
     digitalWrite(Led, HIGH);
+
     digitalWrite(LED,HIGH);  //点亮LED
 +
    Serial.println("TTP223 has been pressed");
 
   }
 
   }
 
   else
 
   else
 
   {
 
   {
    digitalWrite(Led, LOW);
+
  digitalWrite(LED,LOW);   //关闭LED
 
   }
 
   }
 +
  delay(500);        //延时500ms
 
}
 
}
 
</pre>
 
</pre>
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=== 电路连接 ===
 
=== 电路连接 ===
 
*
 
*
灰度传感器模块 MCP3208 ADC  Raspberrypi
+
 
 +
 
 +
TTP223电容触摸模块 交通灯模块 Raspberrypi
 
BCM编号 物理引脚序号
 
BCM编号 物理引脚序号
VCC VCC 3.3V 3.3V
+
VCC VCC 5V 5V
 +
OUT / GPIO17 11
 
GND GND GND GND
 
GND GND GND GND
OUT CH0 / /
+
/ R GPIO27 13
/ CLK GPIO11(SCLK) 23
+
/ Y GPIO22 15
/ DO GPIO9(MISO) 21
 
/ DI GPIO10(MOSI) 19
 
/ CS GPIO8(CE0) 24
 
 
 
  
 
=== 程序运行 ===
 
=== 程序运行 ===
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<pre>
 
<pre>
 
sudo apt update
 
sudo apt update
sudo apt install python3-gpiozero
+
sudo apt install pyt hon3-gpiozero
 
</pre>
 
</pre>
 
:*其它树莓派上的系统可以使下面命令来安装该库:
 
:*其它树莓派上的系统可以使下面命令来安装该库:
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pinout
 
pinout
 
</pre>
 
</pre>
*打开SPI接口
 
<pre>
 
sudo raspi-config
 
选择Interfaces oOptions -> SPI -> “Would you like the SPI interface to be enabled? ”选择Yes -> “The SPI interface is enabled” 选择Yes -> 选择finish
 
</pre>
 
*关闭树莓派。断电情况下,根据提供的电路连接将对应模块接入电路,启动树莓派
 
 
*下载树莓派参考例程,将文件解压后拷贝放在用户名目录下,运行
 
*下载树莓派参考例程,将文件解压后拷贝放在用户名目录下,运行
 
<pre>
 
<pre>
cd /home/pi/raspberrypi/22/python_gpiozero
+
cd raspberrypi/23/python_gpiozero
 
python sensor.py
 
python sensor.py
 
</pre>
 
</pre>
*此时可看见树莓派在不断打印模块输出的电压值,若想退出,按ctrl+C即可
+
*此时可看见树莓派在正确运行程序,若想退出,按ctrl+C即可
 +
*指令说明:'''gpiozero.Button(pin, pull_up, active_state, bounce_time, hold_time, hold_repeat)'''
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**Button 继承于 DigitalInputDevice,代表一个简单的按钮或者开关按钮的一端连接地线,另一端连接到任何GPIO引脚;或者按钮的一端连接3V3引脚,另一端连接任何GPIO引脚,然后在Button的初始化构造方法设置pull_up为False
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**主要参数:
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***pin:GPIO口编号;
 +
***pull_up: 内部上下拉电阻设置,
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****设置为True(默认)时,GPIO引脚被拉高,需将按键的另一端接地。
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****设置为Flase时,GPIO引脚被拉高低,需将按键的另一端接3V3
 +
****设置为None时,GPIO引脚悬空,gpiozero无法猜测活动状态,必须设置active_state
 +
***active_state:
 +
****设置为True时,当硬件引脚状态为“高”,软件显示引脚状态也为“高”
 +
****设置为False时,则输入的极性相反,当硬件引脚状态为“高”,软件显示引脚状态为“低”
 +
****当pull_up设置为None时,使用该参数设置未知的引脚活动状态
 +
****当pull_up设置为True或者False时,引脚的活动状态被将自动赋值
 +
***bounce_time: 软件消抖时间。一般开关在大约20ms内信号不稳定,存在所谓的“开关抖动
 +
****设置为None时,将不执行软件抖动补偿,否则该参数是组件在初始更改后忽略的时间长度(秒),默认1s
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***hold_time: 按下按钮后直到触发when_held的时间,单位秒
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***hold_repeat:
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****如果为True,则只要按钮持续被按下when_held会每隔hold_time时间持续被触发
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****如果为False,则when_held只会触发一次;
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*指令说明:'''gpiozero.LED(pin, pwm, active_high, initial_value)'''
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**主要参数:
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***pin: GPIO口编号,
 +
***active_high:
 +
****设置为True(默认)时,需将LED的负极连接到GND,将另一端连接到GPIO引脚。
 +
****设置为Flase时,将LED的负极连接到GPIO引脚,将另一端连接到3.3V引脚。
 +
***initial_value:
 +
***如果为False(默认值),LED初始状态为关闭。
 +
***如果为None,LED所接引脚为不稳定状态。
 +
***如果为True,LED初始状态为打开。
 
*更多指令请查看[https://gpiozero.readthedocs.io/en/latest/installing.html gpiozero文档]
 
*更多指令请查看[https://gpiozero.readthedocs.io/en/latest/installing.html gpiozero文档]
  

2024年12月3日 (二) 16:54的版本

参数说明

  • 可通过W1和W2端口选择输出模式
    • 管脚W1提供直接模式、触发模式的选择
    • 管脚W2提供快速模式、低功耗模式的选择
      • W1=0,W2=0:输出为直接模式,高电平有效
      • W1=0,W2=1:输出为直接模式,低电平有效
      • W1=1,W2=0:输出为触发模式,上电状态为0
      • W1=1,W2=1:输出为触发模式,上电状态为1

Arduino

实验现象

  • 当按键按下时,板载LED灯点亮。
  • 当按键松开时,板载LED灯熄灭。

电路连接

TTP223触摸开关 Arduino UNO R3 VCC 5V OUT D3 GND GND

主要程序

#define SEN 3
#define LED 13

int value = 0;

void setup()
{
  pinMode(LED,OUTPUT);
  pinMode(SEN,INPUT);
  Serial.begin(9600);        //波特率9600
}

void loop()
{
  value = digitalRead(SEN); 
  if(value == HIGH)              //ADBuffer值小于设定值,相当于温度大于设定值
  {
    digitalWrite(LED,HIGH);   //点亮LED
    Serial.println("TTP223 has been pressed");
  }
  else
  {
   digitalWrite(LED,LOW);    //关闭LED
  }
  delay(500);         //延时500ms
}

树莓派

电路连接


TTP223电容触摸模块 交通灯模块 Raspberrypi BCM编号 物理引脚序号 VCC VCC 5V 5V OUT / GPIO17 11 GND GND GND GND / R GPIO27 13 / Y GPIO22 15

程序运行

Python

  • 安装gpiozero库
    • 可以使下面命令来安装该库
sudo apt update
sudo apt install pyt hon3-gpiozero
  • 其它树莓派上的系统可以使下面命令来安装该库:
sudo pip3 install gpiozero
  • 运行以下语句可以查看树莓派GPIO口定义
pinout
  • 下载树莓派参考例程,将文件解压后拷贝放在用户名目录下,运行
cd raspberrypi/23/python_gpiozero
python sensor.py
  • 此时可看见树莓派在正确运行程序,若想退出,按ctrl+C即可
  • 指令说明:gpiozero.Button(pin, pull_up, active_state, bounce_time, hold_time, hold_repeat)
    • Button 继承于 DigitalInputDevice,代表一个简单的按钮或者开关按钮的一端连接地线,另一端连接到任何GPIO引脚;或者按钮的一端连接3V3引脚,另一端连接任何GPIO引脚,然后在Button的初始化构造方法设置pull_up为False
    • 主要参数:
      • pin:GPIO口编号;
      • pull_up: 内部上下拉电阻设置,
        • 设置为True(默认)时,GPIO引脚被拉高,需将按键的另一端接地。
        • 设置为Flase时,GPIO引脚被拉高低,需将按键的另一端接3V3
        • 设置为None时,GPIO引脚悬空,gpiozero无法猜测活动状态,必须设置active_state
      • active_state:
        • 设置为True时,当硬件引脚状态为“高”,软件显示引脚状态也为“高”
        • 设置为False时,则输入的极性相反,当硬件引脚状态为“高”,软件显示引脚状态为“低”
        • 当pull_up设置为None时,使用该参数设置未知的引脚活动状态
        • 当pull_up设置为True或者False时,引脚的活动状态被将自动赋值
      • bounce_time: 软件消抖时间。一般开关在大约20ms内信号不稳定,存在所谓的“开关抖动
        • 设置为None时,将不执行软件抖动补偿,否则该参数是组件在初始更改后忽略的时间长度(秒),默认1s
      • hold_time: 按下按钮后直到触发when_held的时间,单位秒
      • hold_repeat:
        • 如果为True,则只要按钮持续被按下when_held会每隔hold_time时间持续被触发
        • 如果为False,则when_held只会触发一次;
  • 指令说明:gpiozero.LED(pin, pwm, active_high, initial_value)
    • 主要参数:
      • pin: GPIO口编号,
      • active_high:
        • 设置为True(默认)时,需将LED的负极连接到GND,将另一端连接到GPIO引脚。
        • 设置为Flase时,将LED的负极连接到GPIO引脚,将另一端连接到3.3V引脚。
      • initial_value:
      • 如果为False(默认值),LED初始状态为关闭。
      • 如果为None,LED所接引脚为不稳定状态。
      • 如果为True,LED初始状态为打开。
  • 更多指令请查看gpiozero文档

例程下载

相关例程

Arduino和树莓派基础实验套件例程
教程名2
  • 列表2
教程名3
  • 列表3
教程名4
  • 列表4
教程名5
  • 列表5
教程名6
  • 列表6