查看(RB-13K023)基于Arduino互动电子套件的源代码

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==产品概述==
Arduino 互动电子入门套件是哈尔滨奥松机器人科技有限公司专门为 Arduino 电子
爱好者精心打造的一款适合电子类专业学生学习的入门套件。即使你没有学过电子电
路相关知识，也可以按照手册讲解一步步完成每个设计实验，在整个实验的过程中，
你只需在面包板上通过跳线插拔连接元件，无须使用电烙铁焊接，避免了初学者焊接
元件浪费原料不环保的习惯。
本套件除基本入门操作讲解外，还附带 14 节实验课程，这部分课程完全考虑初学
者学习兴趣，由易到难，循序渐进，精心编排，每个实验均配有电路图、元件插接图，
实验详细说明和具有功能注释的例子程序。打好学习基础，启发创新思维，领悟开源
创意文化，是这款套件是你走进 Arduino 电子世界的必备之选。
==Arduino 基本技术参数==
1.微控制器核心： AVRmega168-20PU/328-20PU（处理速度可达 20MIPS）<br/>
2.工作电压： +5V <br/>
3.外部输入电压：＋ 7V～＋ 12V<br/>
4.外部输入电压（极值）： +6V≤Vin≤＋ 20V <br/>
5.数字信号 I/O 接口 0～13：共 14 个，其中 6 个 PWM 输出接口（ Pin11、 Pin10、
Pin9、 Pin6、 Pin5、 Pin3）<br/>
6.模拟信号输入接口 0～5：共 6 个<br/>
7.DC I/O 接口电流： 40 mA<br/>
8.Flash 容量： 16 KB /32KB(其他 2K 用于 bootloader)<br/>
9.SRAM 静态存储容量： 1KB<br/>
10. EEPROM 存储容量： 512 bytes<br/>
11.时钟频率： 16MHz、支持 USB 接口协议<br/>
12.支持 USB 供电与外部供电<br/>
13.支持 ISP 下载功能<br/>
14.支持插针
==Arduino 下载软件及开发环境==
1、软件下载<br/>
官方软件下载地址： http://arduino.cc/en/Main/Software<br/>
2、软件及硬件驱动安装<br/>
软件是绿色版本，软件解压缩后即可使用
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现将 Arduino 上的方头 USB 连接好之后， 另外一端的 USB 连接好计算机任意一个USB 接口<br/>
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接下来就会出现 F232R USB UART 的驱动程序安装画面<br/>
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按照安装提示选择从列表或指定位置安装，点击下一步<br/>
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点击浏览，找到 Arduino 软件所在位置的 drivers 文件夹，再次点击下一步，就可以进行安装驱动程序了，显示完成即硬件驱动安装完成。
3.Arduino 编译下载软件使用说明<br/>
打开软件只需执行 arduino.exe 执行文件，就可以看到如下程序编译窗口<br/>
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在输入程序前需要先选择板号和 COM 口， COM 口号可以在我的电脑右键管理里设备管理器里看到，实例中 COM 口为 COM13<br/>
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板号的选择就需要您根据您自己 Arduino 的型号选择，实例中使用的为 Arduino
mega168/mega328，需选择 Arduino Diecimila， Duemilanove， or Nano w/ATmega 168，
若硬件为 Arduino Mega 328，需要选择 Arduino Duemilanove or Nano w/ATmega 328；
若硬件为 Arduino Mega 1280 即需选择 Arduino Mega<br/>
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基本设置完毕就可以编写程序了<br/>
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==Arduino 基本语言概述==
Arduino 使用起来要比其他微处理器更易懂，与 Basic Stamp 有些相似， Arduino 的
编程语言更为简单和人性化， Arduino 编程语言基于 C 语言，但其实用性要远高于 C
语言，主要由于它将一些常用语句组合函数化，例如：延时函数 delay(1000)即为一秒<br/>
1、 Arduino 程序基本架构<br/>
一个 Arduino 程序分为两部分；Void setup()在这个函数里放置初始化 Arduino 的程序， 使主循环程序在开始之前设置好相关参数<br/>
2、 Arduino 常用编程语言<br/>
（ 1） pinMode(pin， mode)——将一个引脚配置成输入或者输出<br/>
（ 2） digitalWrite(pin， value)——打开一个数值引脚将其赋值高电平或者低电平，此引脚必须是前面定义过的输入或者输出模式，否则 digitalWrite 不生效<br/>
（ 3） digitalRead（ pin）——读取一个输入状态的引脚值。当引脚处于高电平状态时返回 HIGH，否则返回 LOW<br/>
（ 4） analogWrite(pin， value)——改变该引脚的 PWM 输出数值，引脚可以是 3、 5、6、 9、 10、 11。 PWM 值的改变范围是 0～255，对应的电压输出值是 0～5V<br/>
（ 5） analogRead(pin)——读取模拟输入引脚的值，并将其表示为 0～1023 之间的数值，对应 0～5V 的电压值<br/>
（ 6） delay(ms)——延迟一定毫秒的时间<br/>
（ 7） Serial.begin(speed)——为与 Arduino 串口通信做准备，我们可以通过 Arduino的上位机软件检测返回值，这里设置通信的波特率，
我们通常使用 9600，我们也可以使用其他的通信波特率，但是最大值是 115200<br/>
（ 8） Serial.read()——读取一个字节的串行数据<br/>
（ 9） Serial.print(data， encoding)——将数据通过串口传回， encoding 指明数据传回类型，默认为纯文本格式<br/>
（ 10） Serial.println(data， encoding)——与 Serial.print(data)相同，只是在传回数据的末尾多加一个换行符（ \r\n）。换行符的意义就等于你在
输入一些文字后敲入的回车键<br/>
==PWM 控制电机转速==
你知道什么是直流电机吗？定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动
机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分
称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、 主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动
势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
===PWM 基本原理===
PWM 是通过控制固定电压的直流电源开关频率， 从而改变负载两端的电压，进而达到控制要求的一种电压调整方法。 PWM 可应用在许多方面， 如电机调速、 温度控制、
压力控制等。在 PWM 驱动控制的调整系统中，接一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压
的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。实验用到的主要设备有： Arduino 控制器、 USB 下载线、直流电机、扇叶、 IRF520、1N4007、按键、电阻、大面包板和跳线。
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PWM 控制电机转速实验实物连接图<br/>
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PWM 控制电机转速实验面包板插接图<br/>
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PWM 控制电机转速实验原理图<br/>
按上图所示的原理图搭接好电路，然后将下面的例子程序下载到 Arduino 控制器中
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当我们按下启动按键时电机开始转动，电机转动速度很慢，当我们多次按动按键时电机转动速度逐渐加快，最终电机转动速度达到最大。然后我们按下减速按键，多
次按下减速按键电机转速会逐渐减慢，最终电机停止转动<br/>

==红外热释电传感器人体检测报警==
红外热释电传感器响应空间内红外线的变化，它们只响应变化，因此只有当人体移动时才能告诉我们房间内有人，并且在移动。那些用于防窃报警的传感器通常提供
一些可作为开关连接到数字输入电路的端子。这些传感器特别易于安装，这是超过光电开关的显著优点。它们通常具有更宽广，可通过改变透镜来调整的灵敏度区域，这
些透镜通常是随设备一起提供的。这些设备中通常有一个用来缩短延迟时间的电位计，但是同样，我们不能将延迟时间缩短到 0，最短时间取决于所购买的传感器<br/>
===红外热释电传感器的结构及原理：===
红外热释电传感器主要是由一种高热电系数的材料， 如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为 2mm×1mm 的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测
元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应
管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若
干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大 70分贝以上，这样就可以测出 10～20 米范围内人的行动。
菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发
出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。<br/>
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红外热释电传感器工作原理图<br/>
人体辐射的红外线中心波长为 9～10um， 而探测元件的波长灵敏度在 0.2～20um 范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通
过光的波长范围为 7～10um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。
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===被动式热释电红外探头的优缺点：===
优点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小、隐蔽性好、价格低廉。<br/>
缺点：①容易受各种热源、光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收。②环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，
有时造成短时失灵。<br/>
抗干扰性能：① 防小动物干扰：探测器安装在推荐地使用高度，对探测范围内地面上地小动物，一般不产生报警。②抗电磁干扰：探测器的抗电磁波干扰性能符合
GB10408 中 4.6.1 要求，一般手机电磁干扰不会引起误报。③抗灯光干扰：探测器在正常灵敏度的范围内，受 3 米外 H4 卤素灯透过玻璃照射，不产生报警。
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。红外线热释电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。<br/>
===规格参数：===
1.探测角度 120 度；<br/>
2.探测距离 7 米；<br/>
3.TTL 开关信号输出,有信号输出高电平（3.3V 左右）， 无信号输出低电平（0.4V 左右）；<br/>
4.触发时间可调；<br/>
5.常用于做防盗器等设备；<br/>
6.模块已强制设置为可重复触发工作方式；<br/>
7.引脚定义： （-）电源地， （OUT）信号输出，(+)电源正。<br/>
实验用的主要设备： Arduino 控制器、 USB 下载线、红外热释电传感器、发光二极管、电阻、传感器连接线、大面包板和跳线。<br/>
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红外热释电传感器人体检测实验实物连接图<br/>
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红外热释电传感器人体检测实验面包板插接图<br/>
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红外热释电传感器人体检测实验原理图<br/>
按上图所示的原理图搭接好电路，然后将下面的例子程序下载到 Arduino 控制器中。<br/>
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当红外热释电传感器检测到有人经过时， LED 灯会闪烁。 如果没有人经过时， LED灯会熄灭。<br/>

==数字传感器控制流水灯==
干簧管可以作为传感器用，用于计数， 限位等等。例如，有一种自行车公里计，就是在轮胎上粘上磁铁，在一旁固定上干簧管构成的。把干簧管装在门上，可作为开
门时的报警用，也可作为开关使用。
实验用到的主要设备有： Arduino 控制器、 USB 下载线、干簧管、倾角传感器、发光二极管、电阻、传感器连接线、大面包板和跳线。
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干簧管控制流水灯实验图<br/>
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干簧管控制流水灯实验面包板插接图<br/>
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干簧管控制流水灯实验原理图<br/>
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倾角控制流水灯实验实物连接图<br/>
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倾角控制流水灯实验面包板插接图<br/>
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倾角控制流水灯实验原理图<br/>
按上图所示的原理图搭接好电路，然后将下面的例子程序下载到 Arduino 控制器中。<br/>
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当磁钢靠近干簧管时， LED 灯会循环交替闪烁。也可以将干簧管换成倾角传感器，当倾角传感器有倾斜时， LED 灯会循环交替闪烁。<br/>

==技术支持==
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