树莓派基础实验15:电位器传感器实验
一、介绍
电位器(Potentiometer)是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时,在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。
电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器,由于它在电路中的作用是获得与输入电压(外加电压)成一定关系的输出电压,因此称之为电位器。
二、组件
★Raspberry Pi主板*1
★树莓派电源*1
★40P软排线*1
★PCF8591模数转换器模块*1
★电位器传感器模块*1
★双色LED灯模块*1
★双色LED模块*1
★面包板*1
★跳线若干
三、实验原理
电位器传感器
电位器模块原理图
在本实验中,PCF8591用于读取电位计的模拟值,并将值的大小转化成相应大小的模拟电压值,输出到LED,来控制LED的亮度,就好像用旋钮控制台灯亮度一样。 将电位器的引脚SIG(OUT)连接到PCF8591的引脚AIN0。将双色LED的引脚R或引脚G连接到PCF8591的引脚AOUT。旋转电位器旋钮,观察LED的亮度变化。
四、实验步骤
第1步:连接电路。
树莓派 |
T型转接板 |
PCF8591模块 |
---|---|---|
SDA |
SDA |
SDA |
SCL |
SCL |
SCL |
5V |
5V |
VCC |
GND |
GND |
GND |
电位器模块 |
T型转接板 |
PCF8591模块 |
---|---|---|
SIG(OUT) |
* |
AIN0 |
VCC |
5V |
VCC |
GND |
GND |
GND |
双色LED模块 |
T型转接板 |
PCF8591模块 |
---|---|---|
R |
* |
AOUT |
G |
* |
* |
GND |
GND |
GND |
电位器传感器实验电路图
电位器传感器实验实物接线图
第2步:PCF8591模块采用的是I2C(IIC)总线进行通信的,但是在树莓派的镜像中默认是关闭的,在使用该传感器的时候,我们必须首先允许IIC总线通信。
打开I2C总线通信
第3步:开始编程。这里先编写一个PCF8591.py库文件,后面再编写一个python程序引入这个库文件。 PCF8591.py库文件就是PCF8591模块的程序,单独编写是为了便于重用。在这个脚本中,我们使用了一个放大器用于模拟输入和一个LED灯用于模拟输出,模拟输入不能超过3.3V! 该程序也可以单独运行,用于测试3个电阻模块的功能。需用短路帽连接AIN0和INPUT0(电位计模块),连接AIN1和INPUT1(光敏电阻模块),以及连接AIN2和INPUT2(热敏电阻模块)。 连接LED灯,AIN0(模拟输入0)端口用于接收来自电位计模块的模拟信号,AOUT(模拟输出)用于将模拟信号输出到双色LED模块,以便改变LED的亮度。 PCF8591的详细内容请查看树莓派基础实验12:PCF8591模数转换器实验。
#!/usr/bin/env python
#------------------------------------------------------
#
# 您可以使用下面语句将此脚本导入另一个脚本:
# “import PCF8591 as ADC”
#
# ADC.Setup(Address) # 查询PCF8591的地址:“sudo i2cdetect -y 1”
# i2cdetect is a userspace program to scan an I2C bus for devices.
# It outputs a table with the list of detected devices on the specified bus.
# ADC.read(channal) # Channal范围从0到3
# ADC.write(Value) # Value范围从0到255
#
#------------------------------------------------------
#SMBus (System Management Bus,系统管理总线)
import smbus #在程序中导入“smbus”模块
import time
# for RPI version 1, use "bus = smbus.SMBus(1)"
# 0 代表 /dev/i2c-0, 1 代表 /dev/i2c-1 ,具体看使用的树莓派那个I2C来决定
bus = smbus.SMBus(1) #创建一个smbus实例
#在树莓派上查询PCF8591的地址:“sudo i2cdetect -y 1”
def setup(Addr):
global address
address = Addr
def read(chn): #channel
if chn == 0:
bus.write_byte(address,0x40) #发送一个控制字节到设备
if chn == 1:
bus.write_byte(address,0x41)
if chn == 2:
bus.write_byte(address,0x42)
if chn == 3:
bus.write_byte(address,0x43)
bus.read_byte(address) # 从设备读取单个字节,而不指定设备寄存器。
return bus.read_byte(address) #返回某通道输入的模拟值A/D转换后的数字值
def write(val):
temp = val # 将字符串值移动到temp
temp = int(temp) # 将字符串改为整数类型
# print temp to see on terminal else comment out
bus.write_byte_data(address, 0x40, temp)
#写入字节数据,将数字值转化成模拟值从AOUT输出
if __name__ == "__main__":
setup(0x48)
#在树莓派终端上使用命令“sudo i2cdetect -y 1”,查询出PCF8591的地址为0x48
while True:
print '电位计 AIN0 = ', read(0) #电位计模拟信号转化的数字值
print '光敏电阻 AIN1 = ', read(1) #光敏电阻模拟信号转化的数字
print '热敏电阻 AIN2 = ', read(2) #热敏电阻模拟信号转化的数字值
tmp = read(0)
tmp = tmp*(255-125)/255+125
# 125以下LED不会亮,所以将“0-255”转换为“125-255”,调节亮度时灯不会熄灭
write(tmp)
time.sleep(2)
第4步:编写电位器控制程序。转动电位器的轴,你可以看到屏幕上打印的值从0(最小)变为255(最大)。LED灯逐渐变得更亮。
#!/usr/bin/env python
import PCF8591 as ADC
import time
def setup():
ADC.setup(0x48)
def loop():
status = 1
while True:
print 'Value:', ADC.read(0)
#读取AIN0通道上模拟信号转化成数字信号的值,范围是0~255
Value = ADC.read(0) #值越大,LED灯越亮
outvalue = map(Value,0,255,120,255)
ADC.write(outvalue)
#为AOUT模拟输出,写入数字信号值(范围0~255),会转化为相应的模拟电压输出
#但是当outvalue的值在120以下时,LED灯就基本熄灭了,所以需要map()函数转换一下
time.sleep(0.2)
def destory():
ADC.write(0)
def map(x,in_min,in_max,out_min,out_max):
#将范围是0~255的输入值转化成范围120~255的输出值
#这样转化方式也能提高控制LED亮度的精度
return (x-in_min) * (out_max-out_min) / (in_max - in_min) +out_min
if __name__ == '__main__':
try:
setup()
loop()
except KeyboardInterrupt:
destory()
- JavaScript 教程
- JavaScript 编辑工具
- JavaScript 与HTML
- JavaScript 与Java
- JavaScript 数据结构
- JavaScript 基本数据类型
- JavaScript 特殊数据类型
- JavaScript 运算符
- JavaScript typeof 运算符
- JavaScript 表达式
- JavaScript 类型转换
- JavaScript 基本语法
- JavaScript 注释
- Javascript 基本处理流程
- Javascript 选择结构
- Javascript if 语句
- Javascript if 语句的嵌套
- Javascript switch 语句
- Javascript 循环结构
- Javascript 循环结构实例
- Javascript 跳转语句
- Javascript 控制语句总结
- Javascript 函数介绍
- Javascript 函数的定义
- Javascript 函数调用
- Javascript 几种特殊的函数
- JavaScript 内置函数简介
- Javascript eval() 函数
- Javascript isFinite() 函数
- Javascript isNaN() 函数
- parseInt() 与 parseFloat()
- escape() 与 unescape()
- Javascript 字符串介绍
- Javascript length属性
- javascript 字符串函数
- Javascript 日期对象简介
- Javascript 日期对象用途
- Date 对象属性和方法
- Javascript 数组是什么
- Javascript 创建数组
- Javascript 数组赋值与取值
- Javascript 数组属性和方法
- 先电OpenStack之neutron-vlan脚本
- 【7】进大厂必须掌握的面试题-Java面试-Jsp
- HTML5+JS 可交互360°&柱状全景图浏览
- Spring编译源代码解决spring-core缺少cglib和objenesis的jar包的办法
- 尤大 3 天前发在 GitHub 上的 vue-lit 是啥?
- CSS3旋转实例学习(附3D旋转实例)
- 学会23个linux常用命令,不做前端切图仔~
- Python新手之pycharm调试指南
- 【设计模式系列】行为型之状态模式
- PHP运行模式
- 马上2021年了线性表你还不知道原理?给老王整的明明白白
- 分治-芯片测试问题
- 你说啥什么?注解你还不会?
- Mybatis系列第五讲 Mapper接口多种方式传参详解、原理、源码解析
- Mybatis系列第十讲 动态SQL,这么多种你都会?