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智能家居之基础传感器应用介绍

2019-03-18 04:54 432

1.测量煤气浓度

MQ-2 Gas Sensor 气体传感器 - 液化气、丙烷和氢气等

在家里可以安装一个检测煤气的传感器,这样就可以监测煤气是否泄漏。

1)产品描述:

主要适用于液化气、丙烷和氢气等

模拟输出电压随检测环境中气体浓度的升高而增大

快速的响应恢复特性

自带升压电路

灵敏度可调

信号输出指示

2)产品参数:

工作电压:2.5V ~ 5.0V

产品尺寸:40.0mm * 21.0mm

固定孔尺寸:2.0mm

3)主要用途:

家庭或工厂的气体泄漏检测装置

4)接口说明:(以接入MCU为例)

VCC:接2.5V ~ 5.0V

GND:接GND

AOUT:接MCU.IO (模块模拟量输出)

DOUT:接MCU.IO (模块数字量输出)

5)产品选型:

6)产品图片:

源码:

void setup(){ //初始化

Serial.begin(9600); //设置串口波特率

}

void loop() //主程序

{

float vol; //定义浮点型 变量vol 存储煤气浓度值

int sensorValue = analogRead(A0); //定义整型变量sensorValue来读取A0模拟电压

vol=(float)sensorValue/1024*5.0; //计算煤气浓度值

Serial.print("Concentration of gas= ");//串口打印Concentration of gas=

Serial.println(sensorValue);//模拟电压

delay(2000);//延时2秒打印一次

}

2.用传感器测量酒精浓度:

MQ-3 Gas Sensor 气体传感器 - 酒精蒸汽

1)产品描述:

主要适用于酒精蒸汽

模拟输出电压随检测环境中气体浓度的升高而增大

快速的响应恢复特性

灵敏度可调

信号输出指示

2)产品参数:

工作电压:2.5V ~ 5.0V

产品尺寸:40.0mm * 21.0mm

固定孔尺寸:2.0mm

3)主要用途:

车用酒精气体报警器和便携式酒精气体检测器等

4)接口说明:(以接入MCU为例)

VCC:接2.5V ~ 5.0V

GND:接GND

AOUT:接MCU.IO (模拟量输出)

DOUT:接MCU.IO (数字量输出)

5)产品选型:

6)产品图片:

源码:

int readings=0; //定义整型变量readings存储酒精浓度

void setup(){//初始化

Serial.begin(9600);//设置串口波特率

}

void loop(){//主程序

readings=analogRead(A1);//从模拟A0口读取酒精浓度

Serial.print("Level of alcohol= ");//串口打印Level of alcohol=

Serial.println(readings);//酒精浓度值

delay(1000);//延时1秒打印一次

}

3.用于传感监测火焰

火焰传感器

如果家里有可能失火,那么监测火焰就变得十分重要。

1)产品描述:

对火焰光谱敏感

使用宽电压LM393电压比较器

灵敏度可调

信号输出指示

2)产品参数:

检测波长:760nm ~ 1100nm

探测角度:0度到60度

工作电压:3.3V ~ 5.3V

工作温度:-25℃ ~ 85℃

产品尺寸:27.3mm * 15.4mm

固定孔尺寸:2.0mm

3)主要用途:

火源探测、灭火机器人、火焰警报器、智能小车和电子积木等

4)接口说明:(以接入MCU为例)

VCC:接3.3V ~ 5.3V

GND:接GND

AOUT:接MCU.IO (模拟量输出)

DOUT:接MCU.IO (数字量输出)

5)产品图片

源码:

int ledPin = 13;                // led指示灯

int inputPin = 2;               // 感应器数字信号

int val = 0;                    // 感应器模拟信号

int pinSpeaker = 10;           // 一个蜂鸣器

int pirState = HIGH;             //状态

void setup() {//初始化

  pinMode(ledPin, OUTPUT);      //ledpin 为输出

  pinMode(inputPin, INPUT);     // inputPin为输入

  pinMode(pinSpeaker, OUTPUT);  //pinSpeaker为输出

  Serial.begin(9600);//设置串口波特率

}

void loop(){ //主程序

  val = digitalRead(inputPin);  // val=1/HIGH; val = 0/LOW

  Serial.print("val : ");  //串口打印val :

Serial.println(val);//val值

  digitalWrite(ledPin, HIGH);  // 开灯

  if (val == HIGH) {  //如果val == HIGH 没有火焰

      Serial.print("NO Fire detected ");//则串口打印NO Fire detected

      digitalWrite(ledPin, LOW); // 关灯

      playTone(0, 0);//调用蜂鸣器playTone函数

      delay(300); //延时0.3秒

  }else{ //否则 发现火焰

       Serial.print("Fire DETECTED ");//串口打印Fire DETECTED

       digitalWrite(ledPin, HIGH);  //开灯警示

       playTone(300, 160);

       delay(150);//延时0.15秒

  }

}

void playTone(long duration, int freq) { //定义一个函数蜂鸣器 playTone 形参长整型 持续时间 整型 频率

    duration *= 1000;//持续时间*1000

    long elapsed_time = 0; //长整型 所需时间

    while (elapsed_time < duration) { //如果所需时间<持续时间

        digitalWrite(pinSpeaker,HIGH); //pinSpeaker高电平

        delayMicroseconds(period / 2);//延时时间(微妙级)

        digitalWrite(pinSpeaker, LOW);//pinSpeaker低电平

        delayMicroseconds(period / 2);//延时时间(微妙级)

        elapsed_time += (period);//所需时间+周期时间

    }

}

4.测量植物湿度

土壤湿度传感器

1)产品描述:

叉形设计,方便插入土壤

模块插入土壤后,输出电压随着土壤湿度升高而增大

2)产品参数:

检测深度:38mm

工作电压:2.0V ~ 5.0V

产品尺寸:20.0mm * 51.0mm

固定孔尺寸:2.0mm

3)主要用途:

自动浇水系统、花盆土壤湿度检测和自动灌溉系统等

4)接口说明:(以接入MCU为例)

VCC:接2.0V ~ 5.0V

GND:接GND

AOUT:接MCU.IO (模拟量输出)

5)产品图片

源码:

int Valor;   //定义整型Valor 湿度值

void setup() {//初始化

Serial.begin(9600);//设置串口波特率

}

void loop(){  //主函数

Serial.print("Huminity sensor value:");//串口打印Huminity sensor value:

Valor = analogRead(A0);  //从A0口读取湿度值

Serial.print(Valor);  //打印湿度值

if (Valor <= 300)  //湿度值<= 300

   Serial.println(" Very wet");   //串口打印Very wet 很湿

if ((Valor > 300) and (Valor <= 700))  //湿度值> 300 且 湿度值<= 700

    Serial.println(" Wet, do not water");   //串口打印Wet, do not water 湿 ,但不需要水

if (Valor > 700)   //湿度值>700

    Serial.println(" Dry, you need to water"); //串口打印Dry, you need to water 干,需要水

    delay(1000); //延时1秒打印一次

}

5.人体红外传感器HC-SR501

1)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。

2)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。

3)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。

4)模块参数:

工作电压:DC5V至20V

静态功耗:65微安

电平输出:高3.3V,低0V

延时时间:可调(0.3秒~18秒)

封锁时间:0.2秒

触发方式:L不可重复,H可重复,默认值为H(跳帽选择)

感应范围:小于120度锥角,7米以内

工作温度:-15~+70度

5)模块特性:

a这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。

b为了仅仅对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。

c被动红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。

d一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号处理而报警。

e菲泥尔滤光片根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生不同的监控视场,视场越多,控制越严密。

6)触发方式:

L不可重复,H可重复。可跳线选择,默认为H。

a 不可重复触发方式:即感应输出高电平后,延时时间一结束,输出将自动从高电平变为低电平。

b重复触发方式: 即感应输出高电平后,在延时时间段内,如果有人体在其感应范围内活动,其输出将一直保持高电平,直到人离开后才延时将高电平变为低电平(感应模块检测到人体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)。

7)可调封锁时间及检测距离调节:

a 调节检测距离

b 封锁时间:感应模块在每一次感应输出后(高电平变为低电平),可以紧跟着设置一个封锁时间,在此时间段内感应器不接收任何感应信号。此功能可以实现(感应输出时间和封锁时间)两者的间隔工作,可应用于间隔探测产品;同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。(默认封锁时间2.5S)

注:

1、调节距离电位器顺时针旋转,感应距离增大(约 7 米),反之,感应距离减小(约 3 米)。

2、调节延时电位器顺时针旋转,感应延时加长(约300S),反之,感应延时减短(约 0.5S)

8)安装:

红外线热释电人体传感器只能安装在室内,其误报率与安装的位置和方式有极大的关系,正确的安装应满足下列条件:

a 红外线热释电传感器应离地面2.0-2.2米。

b 红外线热释电传感器远离空调, 冰箱,火炉等空气温度变化敏感的地方。

b 红外线热释电传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物。

d 红外线热释电传感器不要直对窗口,否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报,有条件的最好把窗帘拉上。红外线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地方。

红外线热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。热释电红外传感器对于径向移动反应最不敏感, 而对于横切方向 (即与半径垂直的方向)移动则最为敏感. 在现场选择合适的安装位置是避免红外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。

8)产品图片

源码:

int sensor = 8; //定义感应器引脚

void setup() {//初始化

  Serial.begin(9600);//设置串口波特率

  pinMode(sensor,INPUT);//定义感应器引脚为输入状态

  }

void loop() { //主函数

  int state = digitalRead(sensor); //读取状态

  Serial.print("Detecting sensor: ");//串口打印Detecting sensor:

  Serial.println(state);//状态值

  delay(100);//延时0.1秒打印一次

  }

6.用簧片开关监测门窗是否被打开

用磁性开关来监测,如果监测到磁场,传感器就会输出0,如果磁场很远,传感器就会输出1.就这样就可以判断门窗是开还是关。

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