当前位置:首页 > 公众号精选 > 电子电路开发学习
[导读]哈喽,大家好,本期小飞哥带来的是常用的数字量输出传感器的原理与使用说明,希望能对伙伴们有帮助!实现目标:了解常用传感器的原理实现,达到举一反三的效果,学会如何操作;硬件准备:声音传感器(或者其他同类传感器)LED灯单片机(STM32F103C8T6或其他)软件:keil5先来介绍...

哈喽,大家好,本期小飞哥带来的是常用的数字量输出传感器的原理与使用说明,希望能对伙伴们有帮助!


实现目标:

了解常用传感器的原理实现,达到举一反三的效果,学会如何操作;

硬件准备:

声音传感器(或者其他同类传感器)

LED灯

单片机(STM32F103C8T6或其他)

软件:

keil5


先来介绍几款我们在DIY小玩意的时候经常用到的几款传感器:

一、常用传感器认识


1、声传感器

声音传感器,在某宝很容易找到,一般有4线制,三线制,主要区别是4线兼容3线的,4线的多一个模拟量输出,让我们开发的空间更大,比如对声音粗略的分等级,不同分贝的声音控制不同的设备,当然这种模块精度不高。

输出方式:

1)数字量输出:通过板载电位器设定声音检测阈值,当检测到声音超过阈值时,通过数字引脚DO输出低电平。

2)模拟量输出:声音越大,AO引脚输出的电压值越高,通过ADC采集的模拟值越高。


4线制声控传感器模块

 

3线制声控传感器模块



2光敏传感器

接收端是光敏电阻,光照不同会呈现不同的电阻值,这种传感器同样也是有3线制,4线制,与上面声控传感器原理相同。

输出方式:

1)数字量输出:通过板载电位器设定光照检测阈值,当检测到光照强度超过阈值时,通过数字引脚DO输出低电平。

2)模拟量输出:光照强度AO引脚输出的电压值越高,通过ADC采集的模拟值越高。


4线制光敏传感器模块

 

3线制光敏传感器模块


3烟雾传感器

接收端是MQ-2烟雾传感器MQ-2传感器对可燃气、烟雾等气体灵敏度高,这种传感器同样也是有3线制,4线制,与上面传感器原理相同,这个模块某宝大多是4线制,可能3线的不怎么好卖吧,哈哈

输出方式:

1)数字量输出:通过板载电位器设定烟雾检测阈值,当检测到烟雾浓度超过阈值时,通过数字引脚DO输出低电平。

1)模拟量输出:烟雾浓度AO引脚输出的电压值越高,通过ADC采集的模拟值越高。

4线制烟雾传感器模块

诸如此类的传感器还有很多,像雨水传感器、震动传感器等等,下面图片中的许多都是一样的原理,大家学会一种,就可以举一反三啦。


二、原理图说明

接下来,小飞哥以声音传感器为例,对此类传感器的通用底板做点简单介绍,下图是找的某款模块手册,做的也是非常用心了,板子上有LM393进行数字量输出,LM386对声音信号放大后作为模拟量输出,接着来分析下此模块的原理图。


可以看到,声音信号进来之后,是比较微弱的,经过R1可调电阻控制声音的幅值,经过LM386对声音信号进行放大,放大倍数有两种方式,一种是pin 1及pin 8间加一个10μF的电容即可使增益变成200,也就是此模块采用的方式,另外一种是在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为200以内的任意值。

然后放大后的声音信号,一路是经过c6电容去直流之后,直接输出至模块AOUT引脚,此信号可以结合我们的单片机ADC进行采集,然后可以对声音信号做傅里叶变化,显示屏显示,就可以得到音乐频谱啦。另一路是输入至LM393电压比较器,通过调节R3可调电阻,作为正相输入电压,当反相输入电压大于正相电压时,LM393输出高电平,反之,输出低电平,实现不同阈值下的电压比较功能,也就是检测声音的大小。

什么是电压比较器? 简单地说, 电压比较器是对两个模拟电压比较其大小(也有两个数字电压比较的,这里不介绍),并判断出其中哪一个电压高,如图1所示。图1(a)是比较器,它有两个输入端:同相输入端(“ ” 端) 及反相输入端(“-”端),有一个输出端Vout(输出电平信号)。另外有电源V 及地(这是个单电源比较器),同相端输入电压VA,反相端输入VB。VA和VB的变化如图1(b)所示。在时间0~t1时,VA>VB;在t1~t2时,VB>VA;在t2~t3时,VA>VB。在这种情况下,Vout的输出如图1(c)所示:VA>VB时,Vout输出高电平(饱和输出);VB>VA时,Vout输出低电平。根据输出电平的高低便可知道哪个电压大。

如果把VA输入到反相端,VB输入到同相端,VA及VB的电压变化仍然如图1(b)所示,则Vout输出如图1(d)所示。与图1(c)比较,其输出电平倒了一下。输出电平变化与VA、VB的输入端有关。



其他一些模块大多是没有前级放大芯片,模拟量是直接输出的,可能是由于输出的信号比较强吧,柱极咪头输出的声音电信号是非常微弱的,若果没有前置放大的话,单片机AD不好采集得到,所以前置放大器还是必须的。简单的应用场景,平时用的更多的是数字量输出,直接接到单片机IO,检测高低电平,然后控制后端继电器或者其他设备。

三、声音传感器模块测试


代码比较简单主要用到外部中断引脚或者普通IO轮训方式也可以,就不多说了,主要介绍下,实验用到的最小系统部分,主芯片用的是STM32F103C8T6,这也是小飞哥以前无聊画的板子,把以上介绍的多种传感器原理在最小系统板子上实现了,板子开源大家可以进群获取资料,主要包括以下功能:

1) NRF24L01

2) EEPROM

3) 4个独立按键

4) LED灯

5) LED灯驱动电路

6) 电压比较器电路

7) 串口一键下载

也是非常的简洁了。。。做一个声控灯又太浪费,哈哈,可以测试NRF24L01,小飞哥已经调通,有做板子的童鞋,代码可以找我要哈。

  实现效果:

            

                             

声明:本文仅代表作者本人观点,不代表本站观点,如有问题请联系站方处理。
换一批
延伸阅读

火灾自动报警系统(Fire Alarm System,简称FAS系统)是人们为了早期发现通报火灾,并及时采取有效措施,控制和扑灭火灾,而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施,是人们同火灾作斗争的有力工具。

关键字: 温度传感器 ds18b20 火灾报警器 烟雾传感器

一、概述火灾自动报警系统(Fire Alarm System,简称FAS系统)是人们为了早期发现通报火灾,并及时采取有效措施,控制和扑灭火灾,而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施,是人们同火灾作斗争的有力工具。【

关键字: 温度传感器 ds18b20 火灾报警器 烟雾传感器

生活质量管理系统是一个综合性的生活管理系统,其智能化的管理功能以及人性化的设计理念与当前市场上的各类家庭防盗设备完全不同,更加符合人们的生活管理要求,将会给用户带来全新的体验,其功能的强大足以满足广大用户的生活管理需求。

关键字: 无线传感网 嵌入式开发 远程监控 生活管理系统 煤气传感器 evk1100 烟雾传感器

PNP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止,输出两种状态,属于开关型传感器。但输出信号是截然相反的,即高电平和低电平。PNP输出是高电平1,NPN输出的是低电平0。

关键字: 触发 电平 霍尔开关 传感器原理

摘要:现实生活中由于火灾的时常发生,提出了一种关于单片机的自动灭火装置。该装置可自动检测火灾信息,根据不同环境状况由单片机控制发出不同的报警功能,并在火灾发生时自动灭火。该装置通过A1789C51单片机控制,

关键字: 单片机 发光二极管 BSP 烟雾传感器

摘要:该系统以STC89C52单片机作为报警器的核心控制器,用温度传感器DS18B20和烟雾传感器MQ-2分别耐环境进行温度和烟雾的数据采集,并将采集的数据传送给单片机,单片机对采集数据进行取样报警。本系统具有体积小、成

关键字: 报警器 语音报警 STC89C52单片机 烟雾传感器

  某些半导体具有这样一种特性,即在充有一定气体的周围空气中其电阻值会随温度的升高而急剧减小。这种效应也可以表现为:当气体浓度达到一定时其材料的性能将发生很大的

关键字: 继电器 气体传感器 电路图 传感器原理

测距传感器,相信大家一定不会陌生了,今天本文收集整理了一些关于测距传感器的原理资料,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。下面我们就来对其原理作下简要说明。超声波测距传感器原理超声波对液体、固体的穿

关键字: 反射 测距传感器 雪崩光电二极管 传感器原理

介绍了一种基于AT89C52单片机和MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器的烟雾报警器设计。该烟雾报警器具有声光报警、浓度显示以及与上位机串口通信等功能。其结构简单,价格低廉,性能稳定,具有较好的实用价值。本文引用地址

关键字: 引脚 烟雾报警器 AT89C52 烟雾传感器

编辑精选

技术子站

关闭