目录
1、介绍
2.实验器材和相关资料下载链接
3. Uno Plus 开发板和米思齐软件
第1小节 简单介绍 Uno Plus 开发板
第2小节 Uno Plus 开发板的驱动安装方法
第3小节 brick shield 传感器扩展板
第4小节 了解米思奇
第5小节 米思奇库文件添加
4.单个传感器/模块实验课程
实验一 点亮LED
实验二 交通灯模块
实验三 激光头传感器模块发出激光
实验四 按键传感器检测实验
实验五 电容触摸传感器检测实验
实验六 避障传感器检测障碍物
实验七 巡线传感器检测黑白线
实验八 光折断计数
实验九 倾斜模块的原理
实验十 霍尔传感器检测南极磁场
实验十二 附近有人吗
实验十三 有源蜂鸣器模块播放声音
实验十四 8002b功放 喇叭模块
实验十五 130电机模块
实验十六 插件RGB模块调节LED颜色
实验十七 旋转电位器传感器读取模拟值
实验十八 水滴水蒸气传感器
实验十九 声音传感器检测声量
实验二十 光敏电阻传感器
实验二十一 NTC-MF52AT模拟温度传感器
实验二十二 薄膜压力传感器
实验二十三 火焰传感器
实验二十四 MQ-2 烟雾传感器
实验二十五 摇杆模块
实验二十六 太阳光紫外线传感器
实验二十七 SK6812 RGB模块
实验二十九 舵机的控制原理
实验三十 超声波传感器的原理
实验三十一 红外遥控与接收
实验三十二 DS18B20温度传感器检测温度
实验三十三 XHT11温湿度传感器检测温湿度
实验三十五 TM1650四位数码管模块
实验三十六 HT16K33_8X8点阵模块
实验三十七 RFID刷卡模块
5、传感器/模块组合扩展实验
实验三十八 呼吸灯
实验三十九 按键控制LED灯
实验四十 障碍物 警实验
实验四十一 紫外线 警
实验四十二 人体红外 警
实验四十三 音乐播放
实验四十四 旋转编码器模块控制RGB模块
实验四十五 电位器调节灯光亮度
实验四十六 智能窗户
实验四十七 声控灯
实验四十八 火焰 警
实验四十九 烟雾 警器
实验五十 6812花样彩灯
实验五十一 超声波雷达
实验五十二 红外遥控灯
实验五十三 温度散热装置
实验五十四 智能门禁系统
实验五十五 综合实验
1、介绍
Arduino Mixly入门到精通教程主要包含了我们常用的37款传感器/模块,还有对应的Uno Plus 开发板、传感器扩展板和连接线。37款传感器/模块上,除了舵机都带有防反接口,和我们提供的传感器扩展板接口完全匹配。使用时,我们只需要将传感器扩展板堆叠在Uno Plus 开发板,利用1根自带的连接线将传感器/模块连接在扩展板上,简单方便。
为了让你对这个37款传感器/模块有更深入的了解,我们还基于这个37款传感器/模块做个多个学习课程。这些课程是利用米思齐软件平台制作的,并且所有传感器我们都做了对应的库文件,使用方便简洁。课程中我们提供了对应的原理图,接线方法、图形化编程代码、实验结果和简单的代码介绍等信息。通过这些课程,可以让我们对传感器、编程方法、逻辑、电子电路有了更深刻的理解。
2.实验器材和相关资料下载链接
资料链接:https://pan.baidu.com/s/1QCdb6uN5KaIWmZ-w8ujCrg
提取码:24xr
实验器材链接:https://item.taobao.com/item.htmd=685299490263
3. Uno Plus 开发板和米思齐软件
第1小节 简单介绍 Uno Plus 开发板
在我们进行DIY电子产品实验时,我们经常会用到arduino系列单片机在Arduino IDE开发环境上编程设置。 Uno Plus 开发板是一款完全兼容Arduino IDE开发环境的控制板。它包含官 的 UNO R3板的所有功能,并且在 UNO R3板的基础上,我们做了一些改进,使它的功能更加强大。具体改进如下图。为了方便接线,我们还配了1根长度为1米的type-c接口的USB线。
我们再通过下面的图来了解一下这个开发板的各个接口和主要元器件。
规格参数
微控制器:ATMEGA328P-AU
USB转串口芯片:CP2102
工作电压:DC 5V
外接电源: DC 6-15V(建议9V)
数字I/O引脚: 14 (D0-D13)
PWM通道:6 (D3 D5 D6 D9 D10 D11)
模拟输入通道(ADC): 8(A0-A7)
每个I/O直流输出能力: 20 mA
3.3V端口输出能力: 50 mA
Flash Memory: 32 KB(其中引导程序使用0.5 KB)
SRAM:2 KB (ATMEGA328P-AU)
EEPROM: 1 KB (ATMEGA328P-AU)
时钟速度:16MHz
板载LED引脚:D13
第2小节 Uno Plus 开发板的驱动安装方法
接下来是开发板驱动的安装,这次我们安装的是 Uno Plus 开发板的驱动,这个开发板的USB转串口芯片是CP2102。在ARDUINO 开发软件1.8以上的版本里就已经包含了这个芯片的驱动程序,这样我们使用起来会非常方便。一般插上USB,电脑就会识别到硬件,WINDOWS就会自动安装CP2102的驱动。
如果驱动安装不成功,或者你想手动安装驱动,请打开电脑的设备管理器
显示CP2102的驱动没有安装成功,有一个黄色的感叹 。我们双击硬件更新驱动
浏览计算机查找驱动程序,先找到我们安装或者下载的ARDUINO开发软件,
里面有个DIRVERS文件夹,打开文件夹就能看到CP210X系列芯片的驱动,
我们选择这个文件夹,然后点击确定,驱动安装成功。
这个时候再打开设备管理器,我就可以看到CP2102的驱动程序已经安装成功了,刚刚的那个黄色的感叹 不见了。
第3小节 brick shield 传感器扩展板
(1)概述
当我们在做DIY实验时,我们经常会利用UNO R3控制板和其他传感器/模块搭配使用。为了方便接线,我们的最新一版传感器/模块使用了间距为2.54mm防反接口。为了兼容最新一版传感器/模块接口,我们特别设计了这一款扩展板。使用时,我们只需要将扩展板堆叠在UNO R3控制板上,利用一个特定接线连接传感器/模块。接线简单方便,由于是防反接口,线序固定,将不会再出现控制板连接传感器/模块时,因线序接反,导致烧坏传感器/模块现象。
为方便接线,扩展板上接口都带有丝印。3pin接口丝印一般为G V S,其中扩展板上所有的G代表GND,V代表VCC(5V)接口,S代表接口上方的数字口/模拟口。4pin/5pin接口左面都有对应接口丝印。扩展板上两边还自带间距为2.54mm的排母接口,接线顺序和UNO Plus板的排母接口的线序一致。同时扩展板上自带一个复位按键,1个电源指示灯PWR。
为了方便将扩展板固定在其他设备,扩展板自带3个直径为3mm的定位孔大小。
(2)接口说明
(3)使用方法
堆叠在 Uno Plus 开发板上即可使用,如下图
第4小节 了解米思奇
上一节我们学习了 Uno Plus 开发板的驱动安装方法,这节课我们开始学习米思奇图形化编程软件
1.Mixly简介
可以说Mixly是目前功能最丰富,操作最流畅的Arduino图形化编程软件,几乎可以替代Arduino IDE编程工具。
米思齐软件下载地址
软件平台 – Mixly 官方版 – Let’s Mixly!
2.Mixly的设计理念及适合人群
设计理念
(1)易用性
Mixly在设计上做到了完全绿色使用。目前Mixly支持win、ubuntu、mac。Windows用户直接从 上下载Mixly软件包,解压后即可在Windows XP及以上版本的操作系统运行。
(2)简单性
Mixly采用了Blockly图形化编程引擎,使用图形化的积木块代替了复杂的文本操作,为初学者的快速入门奠定了良好的基础。①用不同颜色的示意图标代表不同类型的功能块,方便用户归类区分。②在复合功能块中提供默认选项,有效减少用户的拖动次数。③在同一个界面整合软件的所有功能。④提供参考教程及代码示例。
(3)功能性
功能多样,arduino IDE能实现的功能和函数,Mixly也几乎都可以实现。支持arduino所有的官方开发板。
(4)延续性
图形化编程系统的目标绝对不是替换原有的文本编程方式,而是希望通过图形化编程更好更快地理解编程的原理和程序的思维,并为未来的文本编程打好基础。Mixly的设计理念也是如此。在软件的设计上加入了更多的可延续性内容,从而保护了用户的学习成果。具体来说,包括引入变量类型、在模块的设计上尽量保持和文本编程的一致、支持图形编程和文本编程的对照等。
(5)生态性
2.2合适人群
从以上的设计理念,可以看出,Mixly适合中小学生来学习编程思维。也适合创客制作作品时能快速编程。当然更适合一些不想学文本编程,却想做一些智能控制小作品的大朋友们。
3.Mixly界面功能介绍
介绍面总的分为四大功能区域块。
Mixly的主界面由基本功能块区、中上的程序构建区、右上的代码区(可隐藏)、中部的系统功能区和下部的信息提示区构成。
如下图所示:
基本功能块区
输入输出
Text-to-HTML conversion toolIO相关功能块
控制
程序流程控制相关功能块
数学
数学运算相关功能块
文本
字符串操作相关功能块
数组
数组相关功能块
逻辑
逻辑关系的相关功能块
串口
串口通信相关功能块
通信
以太 ,红外遥控等通讯功能块
储存
数据储存相关功能块 (高级视图)
传感器
通用传感器相关功能块
执行器
通用执行器相关功能块
显示器
显示相关功能块
以太
以太 通讯功能块(高级视图)
变量
变量操作相关功能块
函数
函数相关功能块
factory
自定义代码功能块(高级视图)
程序建构区
该区域为程序功能拼接区域。将功能块从左侧块区拖入程序建构区进行拼接。该区域的右下角有个垃圾桶,可以将不用的代码拖进去删除,也可以将不用的代码直接往最左方拖拽(模块选择区),同样可以删除代码。当然,点击不用的代码后点击键盘 Delete也可将代码删除,还可以右键点击块选择删除块.
视图缩放
在垃圾桶的上方有两个图形,一个是 ⊕一个是Θ 。该图形可放大或缩小程序构建区模块
的大小。
在⊕的上方有一个 按钮,这个按钮的功能是将模块的大小恢复至标准大小,并居中.
功能切换
语言切换:在该区域的右上角,还可以切换语言显示的种类。软件支持4种语言:English、Espal、中文简体、中文繁体。
撤消/重做:撤销功能是当编写代码时误删模块后,便可以点击左箭头或者直接按 Ctrl+Z 来恢复误删代码;而重做则是和 Ctrl+Z 相反。
视图切换:普通视图和高级视图来进行视图之间的切换。
文件操作区
新建:新建项目文件
打开:打开项目文件
保存:保存项目文件
另存为:另存项目文件
导出库:导出当前项目为库文件
导入库:导入第三库文件
管理库:库的删除和重命名等操作
库文件是为了方便代码分享.将一个功能集成在函数中。之后导出库文件.就可以分享给他人使用
代码区
点击代码可以对当前模块自动生成的代码进行修改,修改后如不切换回图形区,进行编译和下载,将按照修改的代码进行编译或者下载.但如果切换回图形区.代码会恢复为图形区的代码.
程序下载及串口监视
编译:将程序编译为机器执行码.编译过程和结果会在信息显示区显示
上传:编译程序并上传至主板,上传信息会在信息显示区显示.
主板选择:选择主板类型及连接的端口
串口监视:用于监视主板从串口发来的信息或者给主板发送信息.需编程.主要用于调试程序或者显示信息用.
需要注意的是在上传程序时请关闭串口监视窗口.否则会导致程序上传失败
连接测试”hello word”程序
- 将主控板与电脑用USB线连接
- 上传程序,打开监视窗口观察结果
第5小节 米思奇库文件添加
我们选择本地导入,然后找到我们要导入的库文件的文件夹 sensor,选择文件_sensor.xml,点击打开就完成了导入
完成导入后我们可以看到库文件出现在左边工具栏的下方:
4.单个传感器/模块实验课程
拿到套件后,我们可以看到套件中有37款传感器/模块,有对应的 Uno Plus 开发板、传感器扩展板和连接线。这里,我们将37款传感器/模块利用自带连接线,单独连接在 Uno Plus 开发板和传感器扩展板。然后上传对应的测试代码,单独测试各个传感器/模块的功能。我们下面的课程是先从简单到复杂学习单个模块/传感器的原理,后面再学习一些模块/传感器的扩展应用以巩固加深我们对该套件的理解。
特别注意:实验时,模块/传感器连接线材时,必须按照资料里的接线方法及位置,电源与信息脚不能错接,否则会损坏模块/传感器。
实验一 点亮LED
实验说明
在这个套件中,我们有一个 DIY电子积木 白色LED模块。它的控制方法非常简单,要想点亮LED,只要让它两端有一定的电压就可以。
实验中,我们通过编程控制信 端S的高低电平,从而控制LED的亮灭。我们提供两个测试代码,分别控制LED模块上实现点亮和闪烁的效果。
实验原理
下面附了两个电路原理图,左边我们直接把LED串联一个电阻,负极接地,正极接到单片机的IO口,理论上来说当我们把信 端S输出高电平(5V),LED两端就会有电压,LED就会被点亮,那么我们为什么说这么接不合理呢因就是我们单片机IO口输出电流的能力有限(最大20mA),虽然输出了高电平,但是可能达不到控制LED的电流,此时LED可能比较暗。
右边的接法:控制时,GND和VCC上电后,如果信 端S为高电平,那么三极管Q1就会导通,则LED有电流流过,LED即会亮起(注意:此时电流是由VCC电源端流经LED和电阻R3到GND,而不是直接从单片机IO口输出,此时输出电流的能力就比较强),S端为低电平时三极管Q1截止,那么就没有电流流过LED,那么LED就会熄灭。也就是说,我们这里的三极管Q1相当于一个开关作用,而电阻R1,R3都是一个限流电阻,顾名思义就是限制电流的大小,以免烧坏电子元器件。
Uno Plus 开发板*1 |
传感器扩展板*1 |
DIY电子积木 白色LED模块*1 |
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2022年9月13日
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