KE0124 Micro : bit 感測器套件 (第三集)|奧斯丁國際有限公司 OURSTEAM Internationl

KE0124 Micro : bit 感測器套件 (第三集)

應用16: 模擬交通燈

當我們走在十字路口上，我們到處到可以看到紅綠燈指揮著行人和車輛有序的運行。然而紅綠燈是怎樣被控制運行呢？

在這裡我們將一個Keyes 紅綠燈模塊接到擴展板上，由micro：bit主板控制模塊上3個燈的閃爍，完全模擬一個紅綠燈的運行。

實驗器材:
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
Keyes 紅綠燈模塊*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳完代碼，接上電源後，綠燈亮5秒，熄滅，黃燈閃爍3次，間隔為0.5秒，然後熄滅，然後紅燈亮，亮5秒，熄滅，綠燈亮起，循環交替。

應用17: 磁場的存在

在日常生活中傳感器無處不在，戶外公共的路燈，一到白天自動亮起，一到晚上自動熄滅，這就是用到了光照傳感器。樓道電燈，當人走過發出聲音時，電燈自動亮起，過後，安靜下來，電燈關閉，這用到了聲音傳感器。

這一課程中我們用到keyes 霍爾傳感器，它的主要元件是A3144E，它是檢測磁場的傳感器，是信號端輸出的是數字信號，只能檢測周圍是否存在磁場，檢測不出磁場強度。在這裡，我們將keyes 霍爾傳感器到擴展板，觀察信號變化，然後控制micro：bit主板上LED點陣顯示不同圖案。

實驗器材:
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes 霍爾傳感器*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳完代碼，接上電源後，傳感器感應到附近磁場時，micro：bit主板上LED點陣顯示圖案，否則顯示圖案。

應用18: 跟著黑線走

當我們在做DIY實驗中，我們經常可以看到別人DIY這樣一款小車，小車直接沿著黑色的線行走，不會超出黑線範圍，那這又是一個什麼原理呢？

實際上它主要用到了3個keyes 巡線傳感器，可以檢測小車底下是否是黑線，然後根據檢測結果控制小車運動，從而實現小車沿黑線行走。那keyes 巡線傳感器又是怎麼檢測黑色的線呢？

原來每一個keyes 巡線傳感器都帶有一個TCRT5000紅外對管，它的工作原理是利用紅外線對顏色的反射率不一樣，將反射信號的強弱轉化成電流信號。當檢測到黑線時，紅外線沒有發射或者發射回來強度不夠大，這樣傳感器信號端輸出高電平，否則傳感器信號端輸出低電平。這樣我們就可以通過傳感器信號端高低電平情況，判斷檢測到的顏色了。

在這裡，我們將keyes 巡線傳感器到擴展板，控制micro：bit主板上LED點陣顯示測試結果。

實驗器材:
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes 巡線傳感器*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳完程式，接上電源後，當傳感器沒有檢測到物體或檢測到黑線時，那麼，紅外線沒有發射或者發射回來強度不夠大，那麼傳感器信號端輸出為高電平，micro：bit主板上LED點陣顯示數字1，否則顯示數字0。

特別注意：我們旋轉傳感器上電位器，使傳感器上D1 LED介於亮與不亮之間，靈敏度最高。傳感器的檢測高度為 0—3cm。

應用19: 前方有障礙物

同樣的DIY小車，我看過這樣一款小車，小車自動避開前方障礙物，自動沿著我們預設好的線路行走，那這又是一個什麼原理呢？

實際上它主要用到了3個keyes 避障傳感器，可以檢測小車前方是否有障礙物，然後根據檢測結果控制小車運動，使小車避開障礙物，沿著預定軌道前進。那keyes 避障傳感器又是怎麼檢測前方障礙物呢？

原來每一個keyes 避障傳感器都帶有具有一對紅外線發射管與接收器，發射管發射出一定頻率的紅外線，紅外線遇到障礙物，被反射到達接收器，接收器收到紅外線後，傳感器信號端輸出為低電平；如果沒有障礙物，發射出去的紅外線，因為傳播距離越遠而逐漸減弱，最後消失，接收器沒有收到紅外線，傳感器信號端輸出為高電平。這樣我們就可以通過傳感器信號端高低電平情況，判斷前方是否有障礙物了。

在這裡，我們將keyes 避障傳感器到擴展板，控制micro：bit主板上LED點陣顯示測試結果。

實驗器材:
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes 避障傳感器*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳完代碼，接上電源後，當傳感器檢測前方有障礙物時，那麼傳感器信號端輸出為低電平，micro：bit主板上LED點陣顯示數字0，否則顯示數字1。

特別注意：我們可以調節傳感器上兩個電位器，調節它的靈敏度。靠近紅外發射管的電位器順時針調到盡頭，再調節靠近紅外接收器的電位器，觀察D2燈，使D2燈關閉，並且保持將要亮起的臨界點，此時感應距離最長。傳感器的有效距離為2～40cm。

應用20: 有人來了

我們在影視劇中看過這樣的鏡頭，有人去偷襲一個目標時，還沒有靠近目標，就直接被發現，而警報響起。有些特種兵去偷襲目標時，會再全身塗滿濕潤的泥巴，這樣就不會給對方發現了，那這是為什麼呢？

原來普通人體會發射10um左右的特定波長紅外線，被偷襲的目標附近都安裝了相關傳感器能夠感應到人體發射的紅外線，然後報警，塗滿泥巴後，傳感器就感應不到人體發射的紅外線了。

在這裡，我們用keyes 人體紅外熱釋電傳感器來檢測附近是否有人運動，假如附近有人運動時，傳感器信號端輸出高電平，否則輸出低電平。特別注意，這個傳感器只能檢測在運動中的人體，靜止中的人體檢測不到，檢測距離最遠為7米。

實驗中，我們將keyes 人體紅外熱釋電傳感器接到擴展板，觀察信號變化，然後控制micro：bit主板上LED點陣顯示不同圖案。

實驗器材:
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes 人體紅外熱釋電傳感器*1
杜邦線若干
接線圖

注意：調節距離電位器（RP2）順時針旋轉，感應距離增大（約7米），反之，感應距離減小（約3米）。
調節延時電位器（RP1）順時針旋轉，感應延時加長（約300S），反之，感應延時減短（約5S）。

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳完代碼，接上電源後，傳感器感應到附近有人運動時，micro：bit主板上LED點陣顯示圖案，否則顯示圖案。

應用21: 著火啦

在生活中，我們發現有很多地方出現火災，沒有及時救火，導致火勢愈演愈烈，最終造成重大損失。那麼有沒有辦法避免這種情況呢？有，就是在容易著火的地方安裝火焰傳感器和喇叭，當火焰傳感器檢測到附近著火時，喇叭及時發出聲音報警，提醒人們及時救火；甚至還可以直接和滅火器連接，在提醒人們救火的同時，自動控制滅火器滅火。

在這裡我們用一個keyes 火焰傳感器和一個keyes 有源蜂鳴器模塊模擬自動報警系統。當keyes 火焰傳感器檢測到火焰時，keyes 有源蜂鳴器模塊上蜂鳴器直接響起報警。

注意keyes 火焰傳感器可以檢測火焰或者波長在760納米～1100納米範圍內的光源，它的探測角度為60度左右。我們可以通過旋轉傳感器上電位器，可以調節它的靈敏度。當調節電位器使傳感器上LED介於不亮與亮之間的臨界點時，靈敏度最好。

實驗器材
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes 火焰傳感器*1
keyes 有源蜂鳴器模塊*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳完代碼，接上電源後，傳感器感應到附近有火焰時，模塊上蜂鳴器響起，否則蜂鳴器關閉。

應用22: 到頂部了

在我們DIY過程中，經常要用的一個機器-3D打印機，有了它，我們可以打印出想要的各種結構器件了。在打印接裡，限位開關必不可少，它主要提供打印機XYZ軸是否到達邊界點的信息。keyes 碰撞傳感器也是一款限位開關，完全可以用在3D打印機上。它本質上它和按鍵模塊一樣，當打印機到頂部時，擠壓彈簧片，模塊輸出低電平，離開頂部，鬆開彈簧片，模塊輸出高電平。

在這裡我們用一個keyes 碰撞傳感器和一個keyes 有源蜂鳴器模塊模擬3D打印機限位。當keyes 碰撞傳感器到頂時，keyes 有源蜂鳴器模塊上蜂鳴器直接響起報警。

實驗器材
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes 碰撞傳感器*1
keyes 有源蜂鳴器模塊*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳完代碼，接上電源後，按下傳感器彈片時，模塊上蜂鳴器響起，否則蜂鳴器關閉。

應用23: 磁場開關

我們在第十七課中用keyes 霍爾傳感器來檢測附近是否存在磁場。實際上檢測磁場的元件不只是這個，keyes 幹簧管模塊也可以用來檢測附近是否存在磁場。那二者之間有什麼區別呢？

keyes 幹簧管模塊主要由幹簧管組成，幹簧管為機械式的磁敏開關，無源器件。其工作原理是磁場磁化其簧片，使其開啟與關斷達到開關的效果。但由於是接觸式的開關，其工作壽命有限制，而且運輸、安裝過程中易損壞。

keyes 霍爾傳感器的主要元件是A3144E，它是電子式的磁敏器件，有源器件，輸出形式為開關型。它利用磁場和霍爾效應達到無接觸式控制的目的。由於霍爾元件本身是一顆芯片，其工作壽命理論上無限制。

在這裡，我們將keyes 幹簧管模塊到擴展板，觀察信號變化，然後控制micro：bit主板上LED點陣顯示不同圖案。

實驗器材
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes 幹簧管模塊*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳完代碼，接上電源後，模塊感應到附近磁場時，micro：bit主板上LED點陣顯示圖案，否則顯示圖案。

應用24: 繼電器的作用

在生活中，我們一般用220V的交流電來驅動電器設備。有時候我們需要用到開關來控制電器，假如直接把開關接到220V的交流電電路中，一旦漏電，那麼就會危及人身安全，這樣不好。於是我們就設計了一個繼電器模塊。這個繼電器模塊常開（NO）和常閉（NC）接口，它是高電平有效。

使用時我們在- +供電5V，S接信號端，當給S高電壓時，驅動繼電器，即常開（NO）連通、常閉（NC）斷開；當給S低電壓時，關閉繼電器，即常開（NO）斷開、常閉（NC）連通。這樣我們把220V的交流電電路接到常開（NO）或常閉（NC）接口，通過5V電壓控制，安全方便。

在這裡，我們將模擬繼電器控制外接電路，我們用keyes 5V 單路繼電器模塊控制一個LED（為方便接線，電路中沒有加220V電壓，還是5V，原理是一樣）的亮滅。

實驗器材
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes 5V 單路繼電器模塊*1
keyes 草帽LED白髮白模塊*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳完代碼，接上電源後，繼電器開啟，模塊LED亮起，讓後繼電器關閉，模塊LED熄滅，間隔1秒，循環交替。

應用25: 超聲波測試距離

自然界有一種叫蝙蝠的動物，蝙蝠在夜間飛行不是靠眼睛看的，而是靠耳朵和發音器官飛行的。蝙蝠在飛行時，會發出一種尖叫聲，這是一種超聲波信號，是人類無法聽到的，因為它的音頻很高。這些超聲波的信號若在飛行路線上碰到其他物體，就會立刻反射回來，在接收到返回的信息之後，蝙蝠於振翅之間就完成了聽、看、計算與繞開障礙物的全部過程。

超聲波測距模塊的原理跟上面的原理是一樣的，超聲波測距模塊一觸發信號後發射超聲波，當超聲波投射到物體而反射回來時，模塊輸出一迴響信號，以觸發信號和迴響信號間的時間差，來判定物體的距離。

在這裡，我們將HC-SR04 超聲波模塊接到擴展板上，用於測試超聲波模塊和前方障礙物的距離，並顯示出來。

實驗器材
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
HC-SR04 超聲波模塊*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

代碼1

代碼2

利用庫文件設置代碼

在下圖模塊搜索sonar

點擊下圖自動下載庫文件了，然後在編輯代碼欄目裡看到對應模塊。

測試結果

按照接線圖接好線，陸續上傳兩個程式，接上電源後，兩個程式實驗現像一致。我們有兩種方法看到測試數據，一是直接在micro：bit主板上LED點陣上看到，二是利用串口監視器上看到顯示結果（方法參考課程一），顯示如下圖。

應用26: 光的亮度

在生活中我們發現，很多公共場所的照明燈，一到晚上它就自動亮起來，一到白天它就自動熄滅，難道這些燈都是有人去控制嗎？

實際上不是，實際上很多照明燈都是安裝了一個感光元件，可以測量外界光的亮度，當到晚上時，亮度低了，就自動控制路燈亮起；當到白天時，亮度高了，就自動控制路燈熄滅。

在這裡，我們接keyes 光敏電阻傳感器接到擴展板來測試外界光的亮度。我們需要用到micro：bit主板的模擬輸入功能，只有幾個特定的PIO口才有該功能，具體的可以參考micro:bit 引腳說明。實驗中傳感器信號端接的是P0端，將所測結果在micro：bit主板上LED點陣或串口監視器上顯示。

實驗器材
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes 光敏電阻傳感器*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳代碼，上電。我們有兩種方法看到測試數據，一是直接在micro：bit主板上LED點陣上看到，二是利用串口監視器上看到顯示結果（方法參考課程一），顯示如下圖。

應用27: 我聽到腳步聲了

在生活中，當我們晚上經過樓道時，如果腳步方輕，黑漆漆一片，而當我們加重腳步，或者大叫一聲，樓道裡的照明燈就會陸續亮起。

實際上樓道裡的照明電路里安裝有聲音傳感器，當檢測當外界聲音時，控制開啟照明燈，否則關閉照明燈。

在這實驗中，我們keyes 麥克風聲音傳感器的信號端接到micro：bit主板的P0，通過讀取P0端的模擬值，來檢測外界的聲音大小。檢測時，外界聲音越大，模擬值越大。我們將所測的模擬值在micro：bit主板上LED點陣或串口監視器上顯示。

注意：keyes 麥克風聲音傳感器是用來調節聲音的放大倍數，順時針旋轉電位器，增大放大倍數。

實驗器材
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes 麥克風聲音傳感器*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

應用28: 電位器的使用

當我們在做DIY實驗時，我們經常要用到電位器模塊。電位器模塊實際上主要用的就是一個可調電阻，當我們在旋轉電位器時，實際上就是改變可調電器的電阻。我們設置對應電路，將電阻阻值的變化，轉換成電壓的變化。然後將電壓變化通過模塊信號端輸入到micro：bit主板的模擬輸入口檢測。

在這實驗中，我們keyes 可調電位器模塊的信號端接到micro：bit主板的P0，通過讀取P0端的模擬值，旋轉電位器，模擬值數據改變。我們將所測的模擬值在micro：bit主板上LED點陣或串口監視器上顯示。

實驗器材
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes 可調電位器模塊*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳代碼，上電，旋轉電位器，數據變化。我們有兩種方法看到測試數據，一是直接在micro：bit主板上LED點陣上看到，二是利用串口監視器上看到顯示結果
（方法參考課程一），顯示如下圖。

應用29: 空氣中的酒精含量

在現實生活中經常出現氣體洩漏事件，若是無危害的氣體還好，若是有毒或者易燃易爆氣體，那就存在了巨大的安全隱患。為此，人們研發了各種傳感器來檢測空氣中的各種氣體含量，方便及時發現洩漏的氣體，及時報警處理。

實驗中，我們用keyes MQ-3 酒精傳感器來檢測空氣在的酒精含量。傳感器有兩個信號端，模擬口A0和數字口D0。當檢測到酒精濃度越高，A0數值越大；當檢測到酒精濃度到達一定時，A0到達一定數值時，D0由低電平變為高電平，該數值可由電位器控制。

在這實驗中，我們keyes MQ-3 酒精傳感器的A0信號端接到micro：bit主板的P0，通過讀取P0端的模擬值，檢測空氣中酒精含量。我們將所測的模擬值在micro：bit主板上LED點陣或串口監視器上顯示。

實驗器材:
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes MQ-3 酒精傳感器*1
杜邦線若干

接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳代碼，上電，讀取到A0信號端數據，酒精濃度越高，數據越大。我們有兩種方法看到測試數據，一是直接在micro：bit主板上LED點陣上看到，二是利用串口監視器上看到顯示結果（方法參考課程一），顯示如下圖

應用30: 空氣中的可燃氣體

在上一課程中，我們檢測了空氣中的酒精濃度情況。這一課程中，我們利用keyes MQ-2 煙霧傳感器來檢測空氣中的可燃氣體，如液化氣、丙烷、氫氣等。keyes MQ-2 煙霧傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。它可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應用的低成本傳感器。

keyes MQ-2 煙霧傳感器有兩個信號端，模擬口A0和數字口D0。當檢測到可燃氣體濃度越高，A0數值越大；當檢測到可燃氣體濃度到達一定時，A0到達一定數值時，D0由低電平變為高電平，該數值可由電位器控制。

在這實驗中，keyes MQ-2 煙霧傳感器的A0信號端接到micro：bit主板的P0，通過讀取P0端的模擬值，檢測空氣中可燃氣體。我們將所測的模擬值在micro：bit主板上LED點陣或串口監視器上顯示。

實驗器材:
micro：bit主板*1
keyes micro bit 傳感器V2擴展板*1
USB線*1
keyes MQ-2 煙霧傳感器*1
杜邦線若干
接線圖

測試代碼

測試結果

按照接線圖接好線，上傳代碼，上電，讀取到A0信號端數據，可燃氣體濃度越高，數據越大。我們有兩種方法看到測試數據，一是直接在micro：bit主板上LED點陣上看到，二是利用串口監視器上看到顯示結果（方法參考課程一），顯示如下圖。

更多應用文，請參考: 第四集