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《模擬傳感器：NTC熱敏電阻》

• 實驗設(shè)備：




ID	名稱	中文名稱	數(shù)量	圖片
1	TX Controller	TX控制器	1
2	Power Supply	電源	1
3	Wires	電線	1
4	NTC resistor	NTC熱敏電阻	1
5	lamp	LED燈（帶燈座）	1




• 實驗流程：

NTC熱敏電阻又稱負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，是一類電阻值隨溫度增大而減小的一種傳感器電阻，普遍應(yīng)用于各種家用電器，包括；溫控器、咖啡壺、烤面包機、冰箱、電吹風(fēng)、天花燈、變壓器等地方。

NTC熱敏電阻用來測量溫度和防止電源啟動時產(chǎn)生的浪涌電流。

下圖是NTC熱敏電阻與慧魚電線插頭的連接示意圖：









NTC熱敏電阻的原理圖如下：






NTC電阻是一種無源器件，可以連接到TX控制器上的任何的輸入端口（I1至I8）。









本例中，將NTC電阻連接到TX控制器的I1輸入端口，在ROBO Pro軟件中設(shè)置正確的環(huán)境和接口連接方式，然后打開接口測試窗口，在I1輸入口類型上選擇“Analog 5kohm（NTC，…）”，只有正確的設(shè)置與傳感器相匹配的類型后，軟件才能讀取并顯示正確的數(shù)值。









將NTC熱敏電阻插入到TX控制器的I1輸入端，然后記錄讀數(shù)（該值為“室內(nèi)溫度值”）。

之后用你的手指捏住NTC熱敏電阻，注意當(dāng)你的身體熱度逐漸傳導(dǎo)到熱敏電阻時，讀書會發(fā)生什么變化？保持30秒，記錄下最后的讀數(shù)（“手指溫度值”），然后放開熱敏電阻，觀察讀數(shù)是否會回到原來的數(shù)值，以及用了多長時間回到原先的數(shù)值。

將NTC熱敏電阻的插頭反向插入TX控制器的輸入端，觀察管腳反接是否會對？

建立新程序，將“開始”模塊、“模擬分支”模塊和“電機輸出”模塊拖拽至程序窗口。






復(fù)制3個“模擬分支”模塊，再復(fù)制4個“電機輸出”模塊。

將其中一個電機模塊的動作設(shè)置為“Off（停止）”，另外四個電機模塊的亮度分別設(shè)置為“2”、“4”、“6”“8”：









設(shè)置第一個“模擬分支”模塊的判斷數(shù)值為剛才所記錄下的“室內(nèi)溫度值”減去25（25為誤差精度），然后選擇交換“Y/N分支”；其他的四個“模擬分支”模塊的判斷數(shù)值分別為“手指溫度值”到“室內(nèi)溫度值”的數(shù)值區(qū)間的4等分區(qū)間絕對值，設(shè)置交換“Y/N分支”：









完整的參考程序如下圖所示：









測試本程序，程序運行過程中用手捏住NTC熱敏電阻30秒，查看LED燈亮度的變化情況。

《模擬傳感器：超聲波傳感器》

• 實驗設(shè)備：




ID	名稱	中文名稱	數(shù)量	圖片
1	TX Controller	TX控制器	1
2	Power Supply	電源	1
3	Wires	電線	2
4	Ultrasonic Distance Sensor	超聲波傳感器	1
5	Aluminum Strut 90	90mm 鋁型材	2
6	Link 15	15mm 連接件	2
7	Building Block 30	30mm構(gòu)建塊	4
8	Encoder motor	編碼電機	1
9	switch	行程開關(guān)	1
10	Tape Measure	卷尺	1




• 實驗流程：

超聲波是用于超出人類聽覺范圍的聲波的術(shù)語。

超聲波傳感器由發(fā)射器和接收器組成，發(fā)射器部分發(fā)射聲音脈沖，接收器測量聲波發(fā)射出去和反射回來之間所花費的時間。 超聲波傳感器通常可用于測量距離、風(fēng)速、醫(yī)用和報警。

慧魚超聲波距離傳感器是一個有源傳感器，需要連接到9V電源以保持其正常工作。









超聲波傳感器有3跟電線，其中紅色電線需要接到控制器上的9V電源輸出，綠色電線可以接到控制器上的任何“地”，本例中，接到I1輸入端子組中的“地”。這些在下面用紅色圈出。









另外一根黑色線是信號線，本例中接到I輸入端口。

• 在RoboPro創(chuàng)建一個新文件。本實例中，設(shè)置環(huán)境為TX/TXT控制器，使用級別為“變量”，在【COM / USB】設(shè)置窗口中設(shè)置為USB連接、TX控制器類型。

之后，在ROBO Pro軟件的接口測試窗口中進行正確的傳感器輸入類型設(shè)置，本實驗中，我們將I1的輸入端口類型都設(shè)置為“Ultrasonic”，如下圖所示：






• 
  

• 實驗結(jié)論：

• 組裝超聲波傳感器測試臺，類似于下圖。
• 用鋁型材搭建一個結(jié)構(gòu)，將超聲波傳感器安置于騎上。與地面接觸的鋁型材兩邊各安置一個30mm構(gòu)建塊，以穩(wěn)定平臺。另外在TX控制器上的I2輸入端接入一個微動開關(guān)。









將卷尺打開， 垂直于超聲波傳感器所在平面，將編碼馬達作為被測物體首先放置于卷尺上6cm的位置，如下圖所示：









從【程序模塊】下的【基本模塊】分類中拖拽出一下這些模塊到編程窗口中：









從【程序模塊】下的【變量、定時器】分類中將“變量”模塊和“列表”模塊拖拽至程序窗口中：









從【程序模塊】下的【變量、定時器】分類中將“加1指令”模塊拖拽至程序窗口中：









從【程序模塊】下的【輸入、輸出】分類中將“通用輸入”模塊拖拽至程序窗口中：









下面開始對各模塊進行屬性配置：

首先，復(fù)制一個“加1指令”模塊，將它的屬性設(shè)置為“=5”：









再次復(fù)制兩個“加1指令”模塊，將這兩個的屬性都設(shè)置為“Append”（表示對列表對象進行追加數(shù)值），注意還要勾選最下面的選項“Data input for command value”（指令值來自外部數(shù)值輸入）：









右鍵單擊“變量”模塊，在屬性面板中將其命名為“distance”。 設(shè)置完成后，再復(fù)制兩個該“變量”模塊：









右鍵單擊“通用輸入”模塊，并將類型設(shè)置為“距離傳感器”。設(shè)置完成后，再復(fù)制三個該“通用輸入”模塊：









再復(fù)制一個“列表”模塊。然后右鍵單擊其中一個“列表”模塊，重命名元素為“Distance”,在該對話框的中間部分是對數(shù)據(jù)進行保存方面的屬性設(shè)置，注意“保存到.CSV文件”的這個設(shè)置區(qū)域：在這里點擊右邊的“Browser…”瀏覽按鈕可以選擇數(shù)據(jù)文件的本地保存位置，將下拉列表按鈕的數(shù)值設(shè)置為“1”（該設(shè)置表示讀取到的數(shù)值保存在數(shù)據(jù)文件中的第1列中），然后在右側(cè)的文本框中輸入“distance”（這個是設(shè)置數(shù)據(jù)文件中第1列的列標(biāo)題）：









然后右鍵單擊另一個“列表”模塊，重命名元素為“sensorread”, 在“保存到.CSV文件”的這個設(shè)置區(qū)域里：點擊“Browser…”瀏覽按鈕選擇與上一個“列表”模塊同樣的數(shù)據(jù)保存文件（也就是E盤下的sensor_data.csv），之后將下拉列表按鈕的數(shù)值設(shè)置為“2”（該設(shè)置表示讀取到的數(shù)值保存在數(shù)據(jù)文件中的第2列中），然后在右側(cè)的文本框中輸入“Sensor Reading”（這個是設(shè)置數(shù)據(jù)文件中第2列的列標(biāo)題）：









之后，通過流程線完成全部程序的設(shè)計，如下圖所示：









上面這個程序的大致邏輯是：進行25次的傳感器數(shù)值記錄，初始記錄時，編碼馬達位置6CM的位置上，按下開關(guān)，將馬達所在的位置和超聲波傳感器所檢測到的兩個數(shù)值分別記錄到數(shù)據(jù)文件中的第1列和第2列中，然后移動馬達向后到7CM的位置，再次按下開關(guān)進行數(shù)值記錄，這樣往復(fù)操作，每次移動馬達向后一個單位距離，然后按動開關(guān)進行數(shù)值記錄。直至25次后程序結(jié)束。

程序全部測試完畢后，我們打開E盤下的sensor_data.csv文件，可以查看到里面的數(shù)據(jù)：









基于這些數(shù)據(jù)我們可以建立一個圖表，通過圖表我們可以看到超聲波傳感器的線性特征及其檢測精度：