关于常见的几个传感器的使用之浅析

　　红外线感应器

 

　　红外智能节电开关是基于红外线技术的自动控制产品，当有人进入感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，自动接通负载，人不离开感应范围，将持续接通；人离开后，延时自动关闭负载。人到灯亮，人离灯熄，亲切方便，安全节能，更显示出人性化关怀。

 

　　红外线感应器是根据红外线反射的原理研制的，属于一种智能节水、节能设备。包括感应水龙头、自动干手器、医用洗手器、自动给皂器、感应小便斗冲水器、感应便器。

 

　　这是标准的称呼，也有称为热红外人体感应器。

 

　　原理

 

　　这种是通过红外线反射原理，当人体的手或身体的某一部分在红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，电磁阀接受信号后按指定的指令打开阀芯来控制头出水；当人体的手或身体离开红外线感应范围，电磁阀没有接受信号，电磁阀阀芯则通过内部的弹簧进行复位来控制的关水。

 

　　红外线

 

　　在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。

 

　　太阳光谱

 

　　红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射，他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒介。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为（0.75-1）～（2.5-3）μm之间；中红外线，波长为（2.5-3）～（25-40）μm之间；远红外线，波长为（25-40）～l000μm 之间。

 

　　真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像，与望远镜原理完全不同，白天不能使用，价格昂贵且需电源才能工作。

 

　　近红外线或称短波红外线，波长0.76～1.5微米，穿入人体组织较深，约5～10毫米；远红外线或称长波红外线，波长1.5～400微米，多被表层皮肤吸收，穿透组织深度小于2毫米。

 

　　发展过程

 

　　自动控制系统能够按照人的设计，在人不参与的情况下完成一定的任务。其关键就在于反馈的引入，反馈实际上是把系统的输出或者状态，加到系统的输入端与系统的输入共同作用于系统。系统的输出状态实际上是各种物理量，他们有的是电压，有的是流量、速度等。这些量往往与系统的输入量性质不同，并且取值的范围也不一样。所以不能与输入直接合并使用，需要测量并转化。感应器正是起这个作用，它就像是控制系统的眼睛和皮肤，感知控制系统中的各种变化，配合系统的其他部分共同完成控制任务。

 

　　人类为了从外界获得信息，必须借助于感觉器官。但是人的感觉器官并不是万能的，要想获得更为丰富的信息，进一步研究自然现象和制造劳动工具，人的感官显得很是不够了。作为一种代替人的感官的工具，感应器的历史比近代科学的出现还要古老。天平作为测重的工具在古埃及就开始使用了，一直沿用到现代。利用液体膨胀特性的温度测量在十六世纪就已经出现。以电学的基本原理为基础的感应器是在近代电磁学发展的基础上产生的，但是随着真空管和半导体等有源元件的可靠性的提高，这种类型的感应器得到了飞速发展，谈到感应器大都指有电信号输出的装置。

 

　　应用

 

　　红外智能节电开关是一种高科技产品，它的性能稳定，真正做到了既节能又环保，可以说是声光控产品的完美替代产品。它是通过人体辐射、能自动快速开启各种灯具、防盗报警器、自动门等各种设备。特别适用于中、高级宾馆、公寓、企事业单位、商场、过道、走廊等。触发方式为一次触发及连续触发。

 

　　测到人体红外光谱的变化，自动接通负载，人不离开感应范围，将持续接通；人离开后，延时自动关闭负载。人到灯亮，人离灯熄，亲切方便，安全节能，更显示出人性化关怀。红外智能节电开关由于触发的时候不需要人发出任何声音，而是人走过时身体向外界散发红外热量最终控制灯具的开启，当人离开后，经过一定时间的延时，自动熄灭。因为不同于声光控灯，不需要声音和开关控制，从而避免了声控噪音的侵扰，同时因为它是感应人体热量控制开关，所以避免了无效电能的损耗，达到节能效果。

 

　　现在的公共场所照明（比如公共走廊及楼梯间）应用最多的还是几年前出现的声光控延时灯具和开关。这种灯具和开关的出现，实现了人来灯亮，人走灯灭，已成为公共场所照明开关的主流产品。当然，这种产品在某种程度上说确实实现了节能的目的，但同时也给人们的生存环境造成了一定的破坏。由于产品本身性能的限制，这种声光控灯具和开关自动控制的实现需要（超过60分贝）声音的配合，这就给大众需要的安静环境造成一定的噪声污染。 随着社会的发展和人们对生态环境的重视，这种声光控灯具和开关已慢慢不能满足人们的需要，这就要求更加节能和环保的自动照明控制产品的出现，以满足人们对高质量生活的需求。 红外智能节电开关是以成熟的红外感应技术为平台，加入更多的高新技术元素而形成的一种具有广阔市场前景的高科技产品，它的出现弥补了声光控技术的缺陷，它的自动控制的实现不需要声音和其他会给环境造成影响的条件的配合，而是人走过时身体向外界散发红外热量最终实现它的自动控制功能。 同时，由于它融入了更多更先进的高科技元素，更节能，更环保。

　　1、人体红外线感应模块HC-SR501

　　产品参数

　　1.工作电压：DC5V至20V

　　2.静态功耗：65微安

　　3.电平输出：高3.3V，低0V

　　4.延时时间：可调（0.3秒~18秒）

　　5.封锁时间：0.2秒

　　6.触发方式：L不可重复，H可重复，默认值为H（跳帽选择）

　　7.感应范围：小于120度锥角，7米以内

　　8.工作温度：-15~+70度

　　简介：HC-SR501是一个红外线感应模块，它依靠特定温度（36-38）的物体运动来判断人体。因此可以作为报警器的关键模块。在关键的地方，如门口，放上这么一个传感器，可以起到防盗的作用。它有两个调节旋钮，一个调节最远探测距离，一个调节延时时间，具体参数如上。当人走过或停留在感应范围中，模块通过D0发送高电平信号。

　　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、烟雾及可燃气体检测模块MQ-2

　　产品参数

　　1、敏感气体 液化气，丙烷，氢气

　　2、升压芯片 PT1301

　　3、工作电压 2.5V-5.0V

　　4、产品尺寸 40.0mm*21.0mm

　　5、固定孔尺寸 2.0mm

　　简介：MQ-2是一个烟雾感应模块，原理是用针对特殊气体或微粒敏感的电阻来判断是否存在可燃气体或烟雾颗粒。输出有两种方式，A0口输出当前特殊气体含量参考值（0-1023），基本上100以下的示数为正常。D0口根据预先设定的参考值的阈值输出高电平或低电平信号。可以作为液化气泄漏的预警装置，也可以作为判断火灾的辅助。

　　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、温湿度检测模块DHT-11

　　产品参数

　　1 湿度测量范围：20%-95%（0度-50度范围）湿度测量误差：+-5%

　　2 温度测量范围：0度-50度 温度测量误差：+-2度

　　3 工作电压3.3V-5V

　　4 输出形式 数字输出

　　5 设有固定螺栓孔，方便安装

　　6 小板PCB尺寸：3.2cm * 1.4cm

　　简介：DHT-11模块是常用的温湿度检测模块，常被用于空调，汽车内，使用方便。输出不同于其他模块，它的输出需要arduino给两个电平信号，然后将数据以高低电平的形式发送位的形式发送。但幸运的是arduino有相关的库，所以我们除非探究，不需要了解这个过程的具体实现。dht11的库文件可以从百度下载，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）;//这里只需要读取一次即可，下面需要相应数据直接调用。

　　Serial.print（“Humidity （%）： ”）;

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

　　Serial.print（“Temperature （oC）： ”）;

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

　　delay（1000）;

　　}