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树莓派传感器篇

枫TI
 枫TI
发布于 2017/05/10 13:59
字数 2050
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玩树莓派其中方向之一:控制各种传感器。先搞明白各种传感器的参数及使用方式。树莓派GPIO各个引脚的用处及含义,这里要着重说明一点的是:千万不要把3.3V以上的电压链接到树莓派的引脚上,千万不要把3.3V以上的电压链接到树莓派的引脚上,千万不要把3.3V以上的电压链接到树莓派的引脚上,否则会把树莓派的CPU烧毁,否则会把树莓派的CPU烧毁,否则会把树莓派的CPU烧毁!!!我会在文章中多次提到该注意事项。

以下是我购买的一些传感器,相对比较廉价,在这里对这些传感器在使用中的会遇到的问题进行解释说明。

 

1.HC-SR501人体红外感器

工作电压:直流电压4.5~20V

电平输出:高电平(3.3V)/低电平(0V)

设置:感应范围(7米以内),检测频率又称延时时间。

工作方式:在设置的范围内,感应到有人活动,则输出高电平(3.3V),否则输出低电平。可重复触发输出高电平,感应到人体后,在一个延时时间段内,保持输出高电平不再感应,延时结束后再次重新检测,如果有人在其感应范围内活动,其输出将一直保持高电平,直到人离开后,才会将高电平变为低电平(感应模块在一个延时段结束后再次重新检测的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段,并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。

链接方式:VCC与树莓派的5V引脚(对应的物理引脚编号2/4号)链接,GND与树莓派的GND(6/9/14/20/25/30/34/39)引脚链接,OUT引脚链接树莓派的19号引脚。

链接成功。手动的调节传感器上的延迟时间及灵敏度(因为没有标明数值所以手动调试都是大概值,需代码验证)。调试到你满意为止。

所有参数详情:https://detail.tmall.com/item.htm?id=545688917313&spm=a1z09.2.0.0.diWnco&_u=bmtgg3u739f

 

认知延伸:

人为什么会发出红外线?

从微观上看,由于人体生物细胞的不断运动,包括其中大量水分子的运动(振动、旋转等)将引起内部粒子的跃迁.当由高能级向低能级跃迁时,就会以光能的形式向外辐射能量,这正是人体发射远红外光线的机理.这种运动是正常的生理活动,红外发射恰恰是人体正常生理活动的结果。

工作原理:
  人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10UM左右的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
热释电效应:
  当一些晶体受热时,在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。
菲涅耳透镜:
  根据菲涅耳原理制成,菲涅耳透镜分为折射式和反射式两种形式,其作用一是聚焦作用,将热释的红外信号折射(反射)在PIR上;二是将检测区内分为若干个明区和暗区,使进入检测区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号,这样PIR就能产生变化电信号。使热释电人体红外传感器(PIR)灵敏度大大增加。

探究人体红外传感器HC-SR501

 

 

 

2.声音传感器

可以检测周围环境的声音强度,使用注意:此传感器只能识别声音的有无(根据震动原理)不能识别声音的大小或者特定频率的声音。

工作电压3.3V-5V

输出信号:低电平(0V)/高低电平(5V)

模块在环境声音强度达不到设定阈值时,OUT输出高电平(5V,树莓派GPIO不输入3.3V以上的电压,这里需要使用电阻组成一个电路,使输入树莓派引脚的电压控制在3.3V),当外界环境声音强度超过设定阈值时,模块OUT输出低电平(0V);

输出OUT可以与单片机直接相连,通过单片机来检测高低电平,由此来检测环境的声音

参数详情:https://detail.tmall.com/item.htm?id=543661294973&spm=a1z09.2.0.0.diWnco&_u=bmtgg3ud101

3.DS18B20温度传感器

工作电源: 3.0~5.5V

DQ引脚:独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯,测量结果以9~12位数字量方式串行传送

参数详情:

https://detail.tmall.com/item.htm?id=520874236616&spm=a1z09.2.0.0.ppfUIg&_u=pmtgg3u1fa7

4.HR202湿度传感器

工作电压3.3V-5V

输出形式 :DO数字开关量输出(0和1)和AO模拟电压输出

DO数字开关量(配电位器调节温度检测阀值)输出:高点平(5V)/低电平(0V)

通过对电位器的调节,可以改变湿度检测的阀值(即控制湿度值),如需要控制环境湿度为60%时,模块则在相应环境湿度调到其绿灯亮,DO则输出高电平,低于此设定湿度值时,输出高电平,绿灯不亮;
DO输出端可以与单片机直接相连,通过单片机来检测高低电平,由此来检测环境的湿度改变;


AO输出(模拟量输出)和AD模块相连,通过AD转换,可以获得环境湿度更精准的数值;

参数详情:

5.光敏电阻传感器 

工作电压:3.3V-5V
输出形式:DO数字开关量输出(低电平(0V)和高电平(5V))
 

模块在无光条件或者光强达不到设定阈值时,DO口输出高电平,当外界环境光强超过设定阈值时,模块D0输出低电平; 

参数详情:https://detail.tmall.com/item.htm?id=45803917252&spm=a1z09.2.0.0.diWnco&_u=bmtgg3u4ef2

6.四路红外寻迹传感器

工作电压:DC 3.3V-5V (树莓派5V引脚--2/4与VCC引脚链接)

输出接口:6线制接口(1234为4路信号输出端,+为正电源,-为负电源也就是地线)

输出信号:TTL电平(可直接连接单片机I/0号,感应到传感器反射回来的红外光时,红指示灯亮,输出低电平;没有红外光时,指示灯不亮,输出高电平(5V,树莓派的任何引脚不能输入3.3V以上的电压,否则会把CPU烧毁,那样树莓派就成为了板砖,看着流泪吧)。)

TTL电平可以理解为 5V为高电平 0V为低电平。

百度解释:TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定,+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”,这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统,这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

检测距离:1mm至60 CM可调,距离越近性能越稳定,白色反射距离远。

参数详情:https://detail.tmall.com/item.htm?id=45754774688&spm=a1z09.2.0.0.diWnco&_u=bmtgg3uabf0

 

我的素材库

二极管(小):电压范围1.2~2.2V

二极管(大):电压范围3.2~3.4V

 

 

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