37款傳感器與執(zhí)行器的提法，在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳，其實(shí)Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止這37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和執(zhí)行器模塊，依照實(shí)踐出真知（一定要?jiǎng)邮肿觯┑睦砟?，以學(xué)習(xí)和交流為目的，這里準(zhǔn)備逐一動(dòng)手嘗試系列實(shí)驗(yàn)，不管成功（程序走通）與否，都會(huì)記錄下來(lái)—小小的進(jìn)步或是搞不掂的問(wèn)題，希望能夠拋磚引玉。
【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實(shí)驗(yàn)一百三十九：E18-D80NK 紅外避障傳感器模塊 接近開(kāi)關(guān) 智能小車 3-80cm
知識(shí)點(diǎn)：紅外對(duì)管
是紅外線發(fā)射管與光敏接收管，或者紅外線接收管，或者紅外線接收頭配合在一起使用時(shí)候的總稱。在光譜中波長(zhǎng)大于0.76微米的一段稱為紅外線。在光譜中波長(zhǎng)大于0.76微米的一段稱為紅外線，紅外線是不可見(jiàn)光線。所有高于絕對(duì)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。紅外線發(fā)射管在LED封裝行業(yè)中主要有三個(gè)常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。根據(jù)波長(zhǎng)的特性運(yùn)用的產(chǎn)品也有很大的差異，850NM波長(zhǎng)的主要用于紅外線監(jiān)控設(shè)備，875NM主要用于醫(yī)療設(shè)備，940NM波段的主要用于紅外線控制設(shè)備。EG：紅外線遙控器、光電開(kāi)關(guān)、光電計(jì)數(shù)設(shè)備等。
紅外發(fā)射管
紅外發(fā)射管是由紅外發(fā)光二極管矩組成發(fā)光體，用紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵）制成PN結(jié)，正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光，其光譜功率分布為中心波長(zhǎng)830～950nm。LED是英文Light Emitting Diode的簡(jiǎn)稱，表現(xiàn)是正溫度系數(shù)，電流越大溫度越高，溫度越高電流越大，LED紅外燈的功率和電流大小有關(guān)，但正向電流超過(guò)最大額定值時(shí)，紅外燈發(fā)射功率反而下降。
光敏接收管
它是一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié)，屬于光敏二極管，具有單向?qū)щ娦裕虼斯ぷ鲿r(shí)需加上反向電壓。無(wú)光照時(shí)，有很小的飽和反向漏電流（暗電流）。此時(shí)光敏管不導(dǎo)通。當(dāng)光照時(shí)，飽和反向漏電流馬上增加，形成光電流，在一定的范圍內(nèi)它隨入射光強(qiáng)度的變化而增大。
紅外線接收管
功能與光敏接收管相似只是不受可見(jiàn)光的干擾，感光面積大，靈敏度高，屬于光敏二極管，一般只對(duì)紅外線有反應(yīng)。
E18-D80NK
是一種集發(fā)射與接收于一體的數(shù)字式光電傳感器。主要用于障礙物的檢測(cè)。發(fā)射光經(jīng)過(guò)調(diào)制后發(fā)出，接收頭對(duì)反射光進(jìn)行解調(diào)輸出。有效的避免了可見(jiàn)光的干擾。透鏡的使用，也使得這款傳感器最遠(yuǎn)可以檢測(cè)80厘米距離的問(wèn)題（由于紅外光的特性，不同顏色的物體，能探測(cè)的最大距離也有不同；白色物體最遠(yuǎn)，黑色物體最近）。對(duì)障礙物的感應(yīng)距離可以根據(jù)要求通過(guò)后部的旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。該傳感器具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、受可見(jiàn)光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、流水線計(jì)件等眾多智能自動(dòng)化場(chǎng)合。
電氣特性
棕色：VCC；藍(lán)色：GND；黑色：OUT。
工作電壓：5VDC
工作電流：10-15mA
驅(qū)動(dòng)電流：100mA
感應(yīng)距離：3-80CM
Sensing range: 3-80cm
Sensing object: Translucency, opaque
Supply voltage: DC5V
Output operation: Normally open(O)
Output: DC three-wire system(NPN)
機(jī)械特性：
顏色：橙黃色
直徑:18MM
長(zhǎng)度:45MM
引線長(zhǎng)度:18CM
Diameter: 18mm, Length: 45mm
Appearance: Threaded cylindrical
Material: Plastic
Guard mode: Reverse polarity protection
Ambient temperature: -25-70℃
E18-D80NK 工作原理
當(dāng)發(fā)射器發(fā)出的紅外線被被測(cè)物表面阻擋后，紅外光會(huì)發(fā)生反射，反射光被光電管接收后進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的信號(hào)輸入至Arduino等開(kāi)發(fā)板就可進(jìn)行物體檢測(cè)了。E18-D80NK集成了可調(diào)電位器，可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器調(diào)整測(cè)量增益。E18-D80NK 區(qū)別于KS-103和HR04 ，它通常不用于距離測(cè)試，更多用于碰撞檢測(cè)。因此E18-D810NK可運(yùn)用在機(jī)器人，可穿戴設(shè)備，汽車等領(lǐng)域。
E18-D80避障傳感器模塊技術(shù)參數(shù)
1、輸出電流 DC/SCR/繼電器 Control output：100mA/5V供電
2、消耗電流 DC<25mA
3、響應(yīng)時(shí)間 <2ms
4、指向角：≤15°，有效距離3-80CM可調(diào)
5、檢測(cè)物體：透明或不透明體
6、工作環(huán)境溫度：-25℃~+55℃
7、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體：太陽(yáng)光10000LX以下 白熾燈3000LX以下
8、外殼材料：塑料
Arduino實(shí)驗(yàn)開(kāi)源代碼
/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實(shí)驗(yàn)一百三十九：E18-D80NK 紅外避障傳感器模塊 接近開(kāi)關(guān) 智能小車 3-80cm
程序之一：串口輸出檢測(cè)情況
實(shí)驗(yàn)接線
VCC +5V
GND GND
OUT 2
*/
void setup(){
Serial.begin(9600); //以9600的速率啟動(dòng)串行通信
pinMode(2, INPUT); //插腳2作為信號(hào)輸入
}
void loop(){
while (1) {
delay(1000);
if (digitalRead(2) == LOW) {
//如果未檢測(cè)到信號(hào)打印沖突
Serial.println("Collision Detected.");
}
else {
// 如果檢測(cè)到信號(hào)打印沖突
Serial.println("No Collision Detected.");
}
}
}
實(shí)驗(yàn)串口返回情況
Arduino實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景圖
紅外避障使用很簡(jiǎn)單，就是OUT口檢測(cè)到有效距離內(nèi)有障礙物時(shí)，給OUT發(fā)送高電平（或低電平）?？梢岳眠@一特性，進(jìn)行計(jì)數(shù)。
需要注意的是，根據(jù)障礙物在識(shí)別范圍內(nèi)所停留的時(shí)間不同，模塊可能會(huì)在障礙物停留的這一段時(shí)間頻繁的發(fā)送高電平（或低電平），所以，要判斷兩個(gè)標(biāo)志，一個(gè)是障礙物進(jìn)入，一個(gè)是障礙物移出，保證在進(jìn)入后只記錄一次數(shù)據(jù)即可。
代碼如下：
/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實(shí)驗(yàn)一百三十九：E18-D80NK 紅外避障傳感器模塊 接近開(kāi)關(guān) 智能小車 3-80cm
程序之二：利用紅外避障（障礙檢測(cè)）進(jìn)行計(jì)數(shù)
實(shí)驗(yàn)接線
VCC +5V
GND GND
OUT 2
*/
int i=0; //計(jì)數(shù)
bool b=false; //障礙物是否進(jìn)入
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(2,INPUT);
}
void loop() {
if (digitalRead(2)==LOW) //如果發(fā)送低電平，識(shí)別到障礙物進(jìn)入
{
if (b==false) { //如果上一次檢測(cè)時(shí)，障礙物沒(méi)有進(jìn)入，則視為第一次進(jìn)入。
b=true; //先將標(biāo)志記錄為障礙物已進(jìn)入。
i+=1; //計(jì)數(shù)+1
Serial.print("OK:");
Serial.println(i);
}
}
else { //如果檢測(cè)到障礙物移出
b=false; //將標(biāo)志記錄為障礙物已移出。
}
delay(1);
}
實(shí)驗(yàn)串口返回情況
程序之三：串口輸出檢測(cè)情況，同步控制LED
/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實(shí)驗(yàn)一百三十九：E18-D80NK 紅外避障傳感器模塊 接近開(kāi)關(guān) 智能小車 3-80cm
程序之三：串口輸出檢測(cè)情況，同步控制LED
實(shí)驗(yàn)接線
VCC +5V
GND GND
OUT 2
LED 13
*/
const int InfraredSensorPin = 2;
//將信號(hào)引腳連接到數(shù)字引腳2
const int LedDisp = 13;
//將控制LED連接到數(shù)字引腳13
void setup()
{
Serial.begin(57600);
Serial.println("Start!");
pinMode(InfraredSensorPin, INPUT);
pinMode(LedDisp, OUTPUT);
digitalWrite(LedDisp, LOW);
}
void loop()
{
if (digitalRead(InfraredSensorPin) == LOW) digitalWrite(LedDisp, HIGH);
else digitalWrite(LedDisp, LOW);
Serial.print("Infrared Switch Status:");
Serial.println(digitalRead(InfraredSensorPin), BIN);
delay(1000);
}
串口輸出結(jié)果
當(dāng)傳感器沒(méi)有監(jiān)測(cè)到目標(biāo)的時(shí)候，Uno控制板上13腳的LED燈熄滅，并且串口監(jiān)視器會(huì)接收到數(shù)字“1”；當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)到目標(biāo)的時(shí)候，LED燈會(huì)被點(diǎn)亮，并且串口監(jiān)視器會(huì)接收到數(shù)字“0”。如果需要調(diào)節(jié)監(jiān)視距離，可以用一字螺絲刀調(diào)節(jié)背后的旋鈕。
實(shí)驗(yàn)開(kāi)源圖形編程（Mind+、編玩邊學(xué)）
實(shí)驗(yàn)開(kāi)源仿真編程（Linkboy V4.62）
使用E18-D80NK注意事項(xiàng)
1、在接線的時(shí)候，請(qǐng)避免出現(xiàn)電源和地接錯(cuò)的現(xiàn)象，該操作有可能造成傳感器永久性損壞；
2、信號(hào)輸出端請(qǐng)加上拉電阻；
3、為保護(hù)動(dòng)作的可靠和壽命長(zhǎng)，請(qǐng)避免有關(guān)規(guī)定以外的溫度外界(戶外)條件下，接近傳感器雖為耐水結(jié) 構(gòu)，若裝上罩使用，勿使水和水容性切削油等淋到，則可更好地提高可靠性及壽命。還請(qǐng)避免在有化學(xué)藥劑，特別是在強(qiáng)堿、酸、硝酸、銘酸、熱濃硫酸等氣候中使用。
使用E18-D80NK疑難解答
問(wèn)：這是數(shù)字傳感器還是模擬傳感器？
答：這是數(shù)字傳感器，NPN常開(kāi)型光電開(kāi)關(guān)；輸出狀態(tài)是0,1，即數(shù)字電路中的低電平和高電平，正常狀態(tài)輸出高電平，檢測(cè)到目標(biāo)輸出低電平。
問(wèn)：能否接到單片機(jī)IO口上？
答：可以直接接單片機(jī)IO口上使用。
問(wèn)：如果加上拉電阻阻值為多少？
答：加上拉電阻阻值一般在10K左右；
問(wèn)：為什么接上電源后，指示燈一直亮？
答：首先要保證電源是穩(wěn)定的5V±2%，其次探頭輸出端不能接單片機(jī)輸出口；
問(wèn)：為什么接上紅外開(kāi)關(guān)電源后，指示燈一直亮？
答：1，請(qǐng)檢查電源有沒(méi)有接反，即紅外輸出接到電源正；2，請(qǐng)檢查探頭所對(duì)方向探測(cè)范圍內(nèi)有沒(méi)有障礙物，最好對(duì)著空曠的方向。
問(wèn)：有使用說(shuō)明書(shū)嗎，介紹說(shuō)明太過(guò)簡(jiǎn)單？
答：這是光電開(kāi)關(guān)，只有三條線，電源、地、輸出，不需要太復(fù)雜介紹。
附錄：認(rèn)識(shí)數(shù)字紅外避障傳感器視頻（8分39秒）
https://v.youku.com/v_show/id_XNDA5OTIzOTUwMA==文章來(lái)源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-409802.html
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