Курс Arduino — Датчики

Взаимодействие с окружающим миром

Наши устройства будут взаимодействовать с окружающим миром с помощью различных датчиков. Датчики бывают аналоговыми и цифровыми. 

В этом уроке мы научимся подключать датчики к Arduino и считывать их показания. Давайте попробуем подключить несколько датчиков к Arduino. Готовые скетчи в прикрепленных файлах.

Нам понадобятся

  • Резстор на 10 КОм и на 220 Ом
  • Термистор
  • Фоторезистор
  • Кнопка тактовая
  • Светодиод
  • Соединительные провода «Папа-Папа»

Термистор

Термистор – это резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его нагрева. С помощью термистора можно измерять температуру.

Давайте соберем небольшой эксперимент с термистором. Внимание на схему сборки.

 

А теперь давайте немного покодим. 

//Показания термистора выводятся не в градусах.Для того, чтобы их перевести в градусы, нужно воспользоваться хитрой формулой.
//В этой формуле нам нужны будут логарифмы, поэтому мы подключим библиотеку.

#include <math.h>

void setup() {

//Для того, чтобы снять показания с нашего мини-термометра, нам нужно включить SerialMonitor.
//Он предназначен для связи Arduino с компьютером.
//О нем можно прочитать здесь: http://arduino.ru/Reference/Serial
//Мы будем выводить показания нашего датчика в Serial Monitor.
//Чтобы его открыть, зажмите Ctrl+Shift+M

Serial.begin(9600);
}

void loop() {
//Есть переменные различных типов.В этом эксперименте мы должны создать переменную с плавающей запятой.
//Подробнее о таких переменных переменных читайте здесь: http://arduino.ru/Reference/Float
//Нужно указывать дробную часть у всех констант. Иначе, дробная часть отбросится.

float i = analogRead(A2) * 5.0 / 1024.0; //Создадим промежуточную переменную,в которую запомним
 //показания термистора.
//Считываем с помощью функции AnalogRead.
//О ней: http://arduino.ru/Reference/AnalogRead
// Эта часть кода «* 5.0 / 1024.0» приводит считываемые
 //значения в нужную нам форму, для применения в формуле.

float temp = -14.5 * log((10000.0 * i) / (5.0 — i) / 27074.0);
 //Мы создали переменную для вывода в Serial monitor.
//И, чтобы найти значение температуры,применяем нашу формулу.

Serial.println (temp); //Теперь выводим нашу температуру в Serial monitor.

delay(1000); //Делаем небольшую задержку перед выводами значений в Serial monitor.
}
//Теперь откроем Serial monitor.Открываем после компиляции программы.

Пояснения к коду

#include – С помощью этой функции мы можем подключать различные библиотеки, нужные для выполнения различных задач. Библиотека представляет собой набор функций, шаблонов и всякой всячины. Она нужна для расширения возможностей языков программирования.

Serial —  Позволяет установить соединение с компьютером. С помощью Serial monitor можно получать на экран компьютера показания датчиков и отправлять команды на контроллер. Очень полезная штука при отладке скетчей. Как это делать будет описано в последующих уроках.

Фоторезистор

Фоторезистор тоже резистор, но его сопротивление изменяется в зависимости от освещенности. Давайте его подключим.

А теперь код.

// Теперь подключим фоторезистор.

void setup() {
Serial.begin(9600); // Снова подключим Serial monitor
}

void loop() {
float i = analogRead(A2);
i = map(i, 0, 1023, 0, 4); //Приведем значения, считываемые с датчика в нужную нам форму.
Serial.println(i); //Выведем значение переменной i в Serial monitor
delay(1000); //Сделаем небольшую паузу.
}
//Теперь мы получаем данные об освещенности в диапазоне от 0 до 4.

Пояснения к коду

Коды похожи? Внимательный читатель заметил, что коды примеров очень похожи. Отсюда можно сделать вывод, что все аналоговые датчики подключаются и считываются одинаково. Каждый из аналоговых датчиков выдает на выходе какое-либо значение, которое мы потом используем для наших зада

Цифровой датчик

Цифровые датчики считываются почти как аналоговые, изменения лишь в подключении их к цифровым пинам. Ещё используются другие функции для считывания. Примером цифрового датчика является кнопка. Давайте сделаем небольшой эксперимент с кнопкой, при нажатии которой, будет загораться светодиод.

 

#define LED 8 //Это светодиод.
#define BUT 12 // Это кнопка, с помощью которой, светодиод будет включаться.

void setup() {
pinMode(LED, OUTPUT); //Обозначим светодиод как выход.
pinMode(BUT, INPUT_PULLUP); //INPUT_PULLUP позволяет не включать подтягивающий/стягивающий резистор в
 //схему.
//На пинах Arduino уже предусмотрен подтягивающий резистор.

Serial.begin(9600); //Установим связь с компьютером, чтобы посмотреть, какие сигналы идут от кнопки.
}
void loop() {
boolean val = digitalRead(BUT); //Создаем переменную типа boolean.

//Это логическая переменная.О ней: http://arduino.ru/Reference/BooleanVariables
//Ей можно задавать всего два значения True ли False.

if (!val) //Это оператор с условием.В скобках задается условие.
//Мы задали:Если принято значение «не val», включить светодиод,иначе — выключить.
//Знак ! обращает логическое значение в обратное ему.Про него:
 //http://cppstudio.com/post/297/
//В не нажатом состоянии значение кнопки равно 1.В нажатом- 0.
//Потому мы использовали !
{
digitalWrite(LED, HIGH);
}
else //Если значение val равно единице- выключаем светодиод.
{
digitalWrite(LED, LOW);
}
Serial.println(val); //Выведем в Serial monitor значение, считываемое с кнопки, чтобы убедиться, что
//оно может быть 1 или 0, TRUE или FALSE.

}

Пояснения к коду

INPUT_PULLUP —  предназначен для включения встроенного в Arduino подтягивающего резистора. Подтягивающий резистор нужен, чтобы гарантировать на пине, с которым соединен проводник, высокий или низкий уровень .Попробуйте настроить пин просто как INPUT, вы увидите, что светодиод горит, независимо от того, нажата ли кнопка.

BOOLEAN — Это тип логических данных. Он может быть либо true(1), либо false(0).

IF –  Оператор условия. Проверяет данное условие или условия и, в зависимости от результата сравнения, выполняет определенные действия.

 

Вывод

В этом уроке мы научились считывать значения с нескольких датчиков. А с помощью значения, считываемого с кнопки, мы включали и выключали светодиод. Так же мы узнали новый тип переменных — логическая переменная и научились применять ветвление программы. Отлично! Можно двигаться дальше.

Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот

Плата ArduinoArduino Uno1

СветодиодАЛ307ВМ1

ТермисторB57164-K 103-J1

Резистор10 кОм1

Резистор220 Ом1

ФоторезисторVT90N21

Кнопка тактоваяБез фиксатора1

Макетная платаBreadboard-half1

Соединительные провода"Папа-Папа"4
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.