arduino与传感器 Arduino教程┃数字传感器和模拟传感器的区别

发布时间：2024-11-24 07:11:01

Arduino教程┃数字传感器和模拟传感器的区别

传感器是学习Arduino必备的工具，它是Arduino的五官，甚至比人类意义上的五官更为优秀，那经常有人说的数字传感器、模拟传感器是什么呢？它们二者的区别是什么呢？

一、什么是数字传感器、模拟传感器？

简单的来说输出数字量的传感器就是数字传感器，输出模拟量的传感器就是模拟传感器。那什么是数字量，什么又是模拟量呢？

灯泡的亮/灭两种状态

例如：当我们描述一个灯泡是否通电，我们一般会说，灯亮或者灯灭，像这样，只能返回两种状态的量，我们称为数字量。而如果有人说，这个灯好暗，你可以调亮一点吗？那这个时候，我们所描述的就是一个区间的变化量，这就是模拟量。像这样的案例在生活中还有很多，例如你去乡村游玩，看到一口池塘，你远远的看着的时候，可能会想，那个池塘有没有水呢？这个时候，你需要的就是一个数字传感器，帮助你判断有或者无水即可，而等你到了池塘旁边，你可能会想，这个池塘水有多深？水有多少呢？这个时候你就需要一个模拟传感器来帮助你测量水深以及水量。

也就是说，如果一个传感器只能告诉你有或者无，在程序当中，“有”用1、true表示，“无”用0、false表示，那么我们就说这个传感器就是数字传感器；而如果一个传感器能告诉你一个连续变化的量，在程序当中原始返回值是0-1023，那么我们就说这个传感器是模拟传感器。我们也可以说数字传感器是特殊的模拟传感器，它只能返回两个值：0或1，如果用逻辑表达式表示就是false或true。

二、为什么要区分数字传感器、模拟传感器？

为什么要分清楚数字传感器、模拟传感器呢？因为如下图的Arduino UNO主板所示：

Arduino UNO主板介绍(来源:百度图片)

上方标明了digital，管脚上的标识是0-13，这就是数字传感器要连接的区域；下方标明了analog，管脚上的标识是A0-A5，有的只有数字0-5，那就是模拟传感器连接的区域，如果你接错了区域，就不会获取到正确的返回值。

三、如何分辨数字传感器、模拟传感器？

那如何来辨识是数字传感器还是模拟传感器呢？一个最简单的办法就是看传感器的管脚标识，如果是除了VCC和GND管脚之外，剩下的是“AO”，那就是模拟传感器，如果是“DO”，那就是数字传感器，当然由于生产标准不统一，有的厂家生产出来的就是标明是”IO”、“IN”、“OUT”、“S”等标识，这就需要我们去测试了，当然你也可以观看初始化工作室制作的认识各种传感器的视频了解。

常见的数字传感器有：震动传感器、按钮传感器、碰撞传感器、触摸传感器、超声波传感器，常见的模拟传感器有：声音传感器、颜色传感器、雨滴传感器、水位传感器等，你可能奇怪，为什么把超声波传感器放到数字传感器里，它不是返回的是一个变化的距离值吗？这个就要请你阅读我的另一篇文章有关于超声波的原理讲述，你要知道的就是这个距离值不是超声波传感器直接返回的，而是通过数字量返回值计算出来的。当然，还有一些传感器即可以输出数字量，也可以输出模拟量，这个请你要注意，例如初始化工作室曾经分享过的声音、雨滴等传感器都是这样的。为避免广告之嫌，我就不上图了，请到某宝搜索相关传感器的名称即可找到，后面请加上“Arduino”关键词，例如“超声波传感器 Arduino”，要不然搜索到的很多就是工业用传感器了。

四、数字传感器、模拟传感器程序编写有什么区别？

数字传感器与模拟传感器在程序编写上有什么不一样呢？我们来看Arduino IDE中的代码：

数字传感器输入：digitalRead(0)

模拟传感器输入：analogRead(A0)

数字传感器输出：digitalWrite(0,HIGH)

模拟传感器输出：analogWrite(3,0)

识记这些命令很简单，digital是数字，analog是模拟，Read是读取，Write是写入。如下图所示就是Mixly当中的模块与命令的对应图，你可以使用这个软件由模块编程过渡到代码编程，当程序复杂到一定程度的时候，代码的可读性远远超过了模块的可读性，所以真正的大神还是要去敲代码的。

模块与代码对应图

以上就是初始化工作室理解的“什么是数字传感器、模拟传感器”，以及“为什么要分清数字传感器、模拟传感器”、“如何识别数字传感器、模拟传感器”、“常见的数字传感器、模拟传感器有哪些”、“数字传感器、模拟传感器的编程命令有什么区别”，如果有不正确的地方，请各位大神在评论区留言指教。我专注于乐高与Arduino的学习与创意 ，如果需要更多相关课程，请点击“关注 ”按钮关注我，谢谢。

arduino+超声波传感器=超声波雷达（详细图文教程）

超声波雷达简介：

arduino功能真的很强大，很多传感器都可以用arduino制作出很有趣的东西出来，今天将用arduino开发板和超声波传感器做一款超声波雷达，测试的距离是40CM,有障碍物的时候，扫面界面会显示红色，并显示范围和距离

元器件清单

1、arduino开发板

2、超声波传感器（HC-SR04）

3、舵机（SG90）

4、导线

传感器介绍

一、超声波传感器

超声波传感器模块正面

超声波传感器背面

主要技术参数

1：使用电压：DC---5V

2：静态电流：小于2mA

3：电平输出：高5V

4：电平输出：底0V

5：感应角度：不大于15度

6：探测距离：2cm-450cm

7: 高精度可达0.2cm

8: 接线方式：VCC、trig（控制端）、

echo（接收端）、 GND

模块特征

HC-SR04超声波测距模块具有测距距离精确，能和SRF05，SRF02等超声波测距相媲美，测量距离 ** 2cm~450cm （小编实测：10cm~300cm）。工作原理——1）采用IO触发测距，给至少10us的高电平信号。2）模块自动发送8个40KHz的方波，自动检测是否有信号返回。3）有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续时间就是超声波从发射到返回的时间。只需要提供一个10uS以上脉冲触发信号，该模块内部将发出8个40kHz周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。公式： uS/58=厘米或者uS/148=英寸;或是：距离=高电平时间*声速（340M/S） /2;建议测量周期为60ms以上，以防止发射信号对回响信号的影响。

注：

1、此模块不宜带电连接，若要带电连接，则先让模块的GND端先连接，否则会影响模块的正常工作。

2、测距时，被测物体的面积不少于05平方米且平面尽量要求平整，否则影响测量的结果。

二、舵机

舵机（英文叫Servo）：它由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成的一套自动控制系统。通过发送信号，指定输出轴旋转角度。舵机一般而言都有最大旋转角度（比如180度。）与普通直流电机的区别主要在，直流电机是一圈圈转动的，舵机只能在一定角度内转动，不能一圈圈转（数字舵机可以在舵机模式和电机模式中切换，没有这个问题）。普通直流电机无法反馈转动的角度信息，而舵机可以。用途也不同，普通直流电机一般是整圈转动做动力用，舵机是控制某物体转动一定角度用（比如机器人的关节）。

型号SG90舵机

硬件电路

电路连接图

注意事项：

1、超声波传感器模块正负和舵机正负不要接反了

2、舵机的pwd接arduino引脚12

3、超声波传感器模块

trig（控制端）接arduino引脚2

echo（接收端）接arduino引脚3

软件部分

一、所需软件：

1、aduino IDE

2、 Processing

二、aduino 程序烧写

这里就不具体说怎么烧写arduino程序，网上教程很多，可以参考下，如果确实不会，可以留言

程序代码会在留言版贴出链接

三、打开Processing

启动界面

修改端口

点击运行

打开后就是这样

如果白屏的话，需要切到编辑器，点击左上角的终止键，此时一般会在下方的红条上给出错误信息，按照错误信息修改（一般是串口错误导致）