關于常見的幾個傳感器的使用之淺析

紅外線感應器

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

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

這是標準的稱呼，也有稱為熱紅外人體感應器。

原理

這種是通過紅外線反射原理，當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；當人體的手或身體離開紅外線感應范圍，電磁閥沒有接受信號，電磁閥閥芯則通過內(nèi)部的彈簧進行復位來控制的關水。

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)代物理學稱之為熱射線。醫(yī)用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠紅外線。

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。結果發(fā)現(xiàn)，位于紅光外側的那支溫度計升溫最快。因此得到結論：太陽光譜中，紅光的外側必定存在看不見的光線，這就是紅外線。也可以當作傳輸之媒介。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)能夠按照人的設計，在人不參與的情況下完成一定的任務。其關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，需要測量并轉化。感應器正是起這個作用，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。

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，感應器的歷史比近代科學的出現(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就已經(jīng)出現(xiàn)。以電學的基本原理為基礎的感應器是在近代電磁學發(fā)展的基礎上產(chǎn)生的，但是隨著真空管和半導體等有源元件的可靠性的提高，這種類型的感應器得到了飛速發(fā)展，談到感應器大都指有電信號輸出的裝置。

應用

紅外智能節(jié)電開關是一種高科技產(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，自動接通負載，人不離開感應范圍，將持續(xù)接通；人離開后，延時自動關閉負載。人到燈亮，人離燈熄，親切方便，安全節(jié)能，更顯示出人性化關懷。紅外智能節(jié)電開關由于觸發(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。因為不同于聲光控燈，不需要聲音和開關控制，從而避免了聲控噪音的侵擾，同時因為它是感應人體熱量控制開關，所以避免了無效電能的損耗，達到節(jié)能效果。

現(xiàn)在的公共場所照明（比如公共走廊及樓梯間）應用最多的還是幾年前出現(xiàn)的聲光控延時燈具和開關。這種燈具和開關的出現(xiàn)，實現(xiàn)了人來燈亮，人走燈滅，已成為公共場所照明開關的主流產(chǎn)品。當然，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，這種聲光控燈具和開關自動控制的實現(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，這種聲光控燈具和開關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)電開關是以成熟的紅外感應技術為平臺，加入更多的高新技術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的高科技元素，更節(jié)能，更環(huán)保。

1、人體紅外線感應模塊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，H可重復，默認值為H（跳帽選擇）

7.感應范圍：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鍵模塊。在關鍵的地方，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)最遠探測距離，一個調(diào)節(jié)延時時間，具體參數(shù)如上。當人走過或停留在感應范圍中，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、煙霧及可燃氣體檢測模塊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氣體或煙霧顆粒。輸出有兩種方式，A0口輸出當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)預先設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警裝置，也可以作為判斷火災的輔助。

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）;

}