關(guān)于常見的幾個傳感器的使用之淺析

紅外線感應(yīng)器

紅外智能節(jié)電開關(guān)是基于紅外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品，當(dāng)有人進(jìn)入感應(yīng)范圍時，專用傳感器探測到人體紅外光譜的變化，自動接通負(fù)載，人不離開感應(yīng)范圍，將持續(xù)接通；人離開后，延時自動關(guān)閉負(fù)載。人到燈亮，人離燈熄，親切方便，安全節(jié)能，更顯示出人性化關(guān)懷。

紅外線感應(yīng)器是根據(jù)紅外線反射的原理研制的，屬于一種智能節(jié)水、節(jié)能設(shè)備。包括感應(yīng)水龍頭、自動干手器、醫(yī)用洗手器、自動給皂器、感應(yīng)小便斗沖水器、感應(yīng)便器。

這是標(biāo)準(zhǔn)的稱呼，也有稱為熱紅外人體感應(yīng)器。

原理

這種是通過紅外線反射原理，當(dāng)人體的手或身體的某一部分在紅外線區(qū)域內(nèi)，紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線由于人體手或身體摭擋反射到紅外線接收管，通過集成線路內(nèi)的微電腦處理后的信號發(fā)送給脈沖電磁閥，電磁閥接受信號后按指定的指令打開閥芯來控制頭出水；當(dāng)人體的手或身體離開紅外線感應(yīng)范圍，電磁閥沒有接受信號，電磁閥閥芯則通過內(nèi)部的彈簧進(jìn)行復(fù)位來控制的關(guān)水。

紅外線

在光譜中波長自0.76至400微米的一段稱為紅外線，紅外線是不可見光線。所有高于絕對零度（-273.15℃）的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線。現(xiàn)代物理學(xué)稱之為熱射線。醫(yī)用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠(yuǎn)紅外線。

太陽光譜

紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由德國科學(xué)家霍胥爾于1800年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射，他將太陽光用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計，試圖測量各種顏色的光的加熱效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，位于紅光外側(cè)的那支溫度計升溫最快。因此得到結(jié)論：太陽光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見的光線，這就是紅外線。也可以當(dāng)作傳輸之媒介。太陽光譜上紅外線的波長大于可見光線，波長為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長為（0.75-1）～（2.5-3）μm之間；中紅外線，波長為（2.5-3）～（25-40）μm之間；遠(yuǎn)紅外線，波長為（25-40）～l000μm 之間。

真正的紅外線夜視儀是光電倍增管成像，與望遠(yuǎn)鏡原理完全不同，白天不能使用，價格昂貴且需電源才能工作。

近紅外線或稱短波紅外線，波長0.76～1.5微米，穿入人體組織較深，約5～10毫米；遠(yuǎn)紅外線或稱長波紅外線，波長1.5～400微米，多被表層皮膚吸收，穿透組織深度小于2毫米。

發(fā)展過程

自動控制系統(tǒng)能夠按照人的設(shè)計，在人不參與的情況下完成一定的任務(wù)。其關(guān)鍵就在于反饋的引入，反饋實際上是把系統(tǒng)的輸出或者狀態(tài)，加到系統(tǒng)的輸入端與系統(tǒng)的輸入共同作用于系統(tǒng)。系統(tǒng)的輸出狀態(tài)實際上是各種物理量，他們有的是電壓，有的是流量、速度等。這些量往往與系統(tǒng)的輸入量性質(zhì)不同，并且取值的范圍也不一樣。所以不能與輸入直接合并使用，需要測量并轉(zhuǎn)化。感應(yīng)器正是起這個作用，它就像是控制系統(tǒng)的眼睛和皮膚，感知控制系統(tǒng)中的各種變化，配合系統(tǒng)的其他部分共同完成控制任務(wù)。

人類為了從外界獲得信息，必須借助于感覺器官。但是人的感覺器官并不是萬能的，要想獲得更為豐富的信息，進(jìn)一步研究自然現(xiàn)象和制造勞動工具，人的感官顯得很是不夠了。作為一種代替人的感官的工具，感應(yīng)器的歷史比近代科學(xué)的出現(xiàn)還要古老。天平作為測重的工具在古埃及就開始使用了，一直沿用到現(xiàn)代。利用液體膨脹特性的溫度測量在十六世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)。以電學(xué)的基本原理為基礎(chǔ)的感應(yīng)器是在近代電磁學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，但是隨著真空管和半導(dǎo)體等有源元件的可靠性的提高，這種類型的感應(yīng)器得到了飛速發(fā)展，談到感應(yīng)器大都指有電信號輸出的裝置。

應(yīng)用

紅外智能節(jié)電開關(guān)是一種高科技產(chǎn)品，它的性能穩(wěn)定，真正做到了既節(jié)能又環(huán)保，可以說是聲光控產(chǎn)品的完美替代產(chǎn)品。它是通過人體輻射、能自動快速開啟各種燈具、防盜報警器、自動門等各種設(shè)備。特別適用于中、高級賓館、公寓、企事業(yè)單位、商場、過道、走廊等。觸發(fā)方式為一次觸發(fā)及連續(xù)觸發(fā)。

測到人體紅外光譜的變化，自動接通負(fù)載，人不離開感應(yīng)范圍，將持續(xù)接通；人離開后，延時自動關(guān)閉負(fù)載。人到燈亮，人離燈熄，親切方便，安全節(jié)能，更顯示出人性化關(guān)懷。紅外智能節(jié)電開關(guān)由于觸發(fā)的時候不需要人發(fā)出任何聲音，而是人走過時身體向外界散發(fā)紅外熱量最終控制燈具的開啟，當(dāng)人離開后，經(jīng)過一定時間的延時，自動熄滅。因為不同于聲光控?zé)簦恍枰曇艉?a target="_blank">開關(guān)控制，從而避免了聲控噪音的侵?jǐn)_，同時因為它是感應(yīng)人體熱量控制開關(guān)，所以避免了無效電能的損耗，達(dá)到節(jié)能效果。

現(xiàn)在的公共場所照明（比如公共走廊及樓梯間）應(yīng)用最多的還是幾年前出現(xiàn)的聲光控延時燈具和開關(guān)。這種燈具和開關(guān)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了人來燈亮，人走燈滅，已成為公共場所照明開關(guān)的主流產(chǎn)品。當(dāng)然，這種產(chǎn)品在某種程度上說確實實現(xiàn)了節(jié)能的目的，但同時也給人們的生存環(huán)境造成了一定的破壞。由于產(chǎn)品本身性能的限制，這種聲光控?zé)艟吆烷_關(guān)自動控制的實現(xiàn)需要（超過60分貝）聲音的配合，這就給大眾需要的安靜環(huán)境造成一定的噪聲污染。 隨著社會的發(fā)展和人們對生態(tài)環(huán)境的重視，這種聲光控?zé)艟吆烷_關(guān)已慢慢不能滿足人們的需要，這就要求更加節(jié)能和環(huán)保的自動照明控制產(chǎn)品的出現(xiàn)，以滿足人們對高質(zhì)量生活的需求。 紅外智能節(jié)電開關(guān)是以成熟的紅外感應(yīng)技術(shù)為平臺，加入更多的高新技術(shù)元素而形成的一種具有廣闊市場前景的高科技產(chǎn)品，它的出現(xiàn)彌補了聲光控技術(shù)的缺陷，它的自動控制的實現(xiàn)不需要聲音和其他會給環(huán)境造成影響的條件的配合，而是人走過時身體向外界散發(fā)紅外熱量最終實現(xiàn)它的自動控制功能。 同時，由于它融入了更多更先進(jìn)的高科技元素，更節(jié)能，更環(huán)保。

1、人體紅外線感應(yīng)模塊HC-SR501

產(chǎn)品參數(shù)

1.工作電壓：DC5V至20V

2.靜態(tài)功耗：65微安

3.電平輸出：高3.3V，低0V

4.延時時間：可調(diào)（0.3秒~18秒）

5.封鎖時間：0.2秒

6.觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)，默認(rèn)值為H（跳帽選擇）

7.感應(yīng)范圍：小于120度錐角，7米以內(nèi)

8.工作溫度：-15~+70度

簡介：HC-SR501是一個紅外線感應(yīng)模塊，它依靠特定溫度（36-38）的物體運動來判斷人體。因此可以作為報警器的關(guān)鍵模塊。在關(guān)鍵的地方，如門口，放上這么一個傳感器，可以起到防盜的作用。它有兩個調(diào)節(jié)旋鈕，一個調(diào)節(jié)最遠(yuǎn)探測距離，一個調(diào)節(jié)延時時間，具體參數(shù)如上。當(dāng)人走過或停留在感應(yīng)范圍中，模塊通過D0發(fā)送高電平信號。

示例程序：

#define hc-sr 2

void setup（） {

Serial.begin（9600）;

pinMode（hc-sr，INPUT）;

}

void loop（） {

if（digitalRead（hc-sr）==HIGH）

{

Serial.println（“Someone here！”）;

}

else

{

Serial.println（“Nobody”）;

}

delay（1000）;

}123456789101112131415161718

2、煙霧及可燃?xì)怏w檢測模塊MQ-2

產(chǎn)品參數(shù)

1、敏感氣體 液化氣，丙烷，氫氣

2、升壓芯片 PT1301

3、工作電壓 2.5V-5.0V

4、產(chǎn)品尺寸 40.0mm*21.0mm

5、固定孔尺寸 2.0mm

簡介：MQ-2是一個煙霧感應(yīng)模塊，原理是用針對特殊氣體或微粒敏感的電阻來判斷是否存在可燃?xì)怏w或煙霧顆粒。輸出有兩種方式，A0口輸出當(dāng)前特殊氣體含量參考值（0-1023），基本上100以下的示數(shù)為正常。D0口根據(jù)預(yù)先設(shè)定的參考值的閾值輸出高電平或低電平信號?？梢宰鳛橐夯瘹庑孤┑念A(yù)警裝置，也可以作為判斷火災(zāi)的輔助。

示例程序：

#define MQ-D 2

#define MQ-A A0

void setup（） {

Serial.begin（9600）;

pinMode（MQ-D，INPUT）;

pinMode（MQ-A.INPUT）;

}

void loop（） {

if（digitalRead（MQ-D）==HIGH）

{

Serial.println（“There are something smell not good.。。！”）;

Serial.print（“value：”）;

Serial.println（analogRead（MQ-A））;

}

else

{

Serial.println（“Nothing”）;

}

delay（1000）;

}12345678910111213141516171819202122

2、溫濕度檢測模塊DHT-11

產(chǎn)品參數(shù)

1 濕度測量范圍：20%-95%（0度-50度范圍）濕度測量誤差：+-5%

2 溫度測量范圍：0度-50度 溫度測量誤差：+-2度

3 工作電壓3.3V-5V

4 輸出形式 數(shù)字輸出

5 設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝

6 小板PCB尺寸：3.2cm * 1.4cm

簡介：DHT-11模塊是常用的溫濕度檢測模塊，常被用于空調(diào)，汽車內(nèi)，使用方便。輸出不同于其他模塊，它的輸出需要arduino給兩個電平信號，然后將數(shù)據(jù)以高低電平的形式發(fā)送位的形式發(fā)送。但幸運的是arduino有相關(guān)的庫，所以我們除非探究，不需要了解這個過程的具體實現(xiàn)。dht11的庫文件可以從百度下載，放在在arduino的IDE下libraries文件下就可以使用了。

示例程序：

#include 《dht11.h》

dht11 DHT11;

#define DHT11PIN 2

void setup（）

{

Serial.begin（9600）;

}

void loop（）

{

Serial.println（“\n”）;

DHT11.read（DHT11PIN）;//這里只需要讀取一次即可，下面需要相應(yīng)數(shù)據(jù)直接調(diào)用。

Serial.print（“Humidity （%）： ”）;

Serial.println（（float）DHT11.humidity， 2）;

Serial.print（“Temperature （oC）： ”）;

Serial.println（（float）DHT11.temperature， 2）;

delay（1000）;

}