37款传感器与执行器的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手尝试系列实验,不管成功(程序走通)与否,都会记录下来——小小的进步或是搞不掂的问题,希望能够抛砖引玉。
【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
实验二百三十二:ESP32-S3 WROOM N16R8 CAM开发板WiFi+蓝牙模块OV2640/5640摄像头
ESP32-S3 WROOM N16R8 CAM 是一款集成了Wi-Fi、蓝牙和摄像头接口的高性能模块,适用于各种物联网(IoT)、AI视觉和嵌入式应用。以下是对其主要组成部分和功能的详细介绍:
1、ESP32-S3 系列芯片
处理器:ESP32-S3 系列芯片采用 Xtensa® 双核 32 位 LX7 微处理器,支持单精度浮点运算单元,最高时钟频率可达 240 MHz。
存储:集成 384KB ROM、512KB SRAM 和 16KB RTC SRAM,支持最大 16MB 的外部 PSRAM。
2、无线通信
Wi-Fi:支持 2.4 GHz 频段的 802.11 b/g/n 协议,数据速率最高可达 150 Mbps。
蓝牙:支持低功耗蓝牙(Bluetooth LE)5.0,支持多种速率(125Kbps、500Kbps、1Mbps、2Mbps)和广播扩展。
3、存储配置
Flash:ESP32-S3 WROOM N16R8 配置了 16MB 的 Quad SPI Flash。
PSRAM:集成了 8MB 的 Octal SPI PSRAM,用于扩展存储和提高数据处理能力。
4、外设接口
GPIO:提供多达 36 个通用输入输出引脚(GPIO),支持多种外设接口。
摄像头接口:支持连接摄像头模块,如 OV2640 和 OV5640,适用于图像处理和视频流应用2。
其他接口:包括 SPI、I2C、I2S、UART、PWM、ADC、DAC 等,适用于各种传感器和外设的连接。
5、电源和工作条件
电源电压:工作电压范围为 3.0V 至 3.6V。
工作温度:标准工作温度范围为 -40°C 至 85°C,某些型号可支持更高的温度范围。
6、应用场景
AIoT:适用于人工智能物联网(AIoT)应用,如语音识别、图像处理和智能家居。
智能设备:广泛应用于智能家电、智能控制面板、智能扬声器等设备。
工业控制:适用于工业自动化和控制系统,提供高可靠性和稳定性。
7、其他特性
神经网络运算能力:支持神经网络和信号处理,适用于复杂的AI应用。
低功耗设计:优化的电源管理,适用于电池供电的设备。
ESP32-S3 WROOM N16R8 CAM 模块凭借其强大的处理能力、丰富的外设接口和灵活的存储配置,成为物联网、AI视觉和嵌入式应用的理想选择。
双轴摇柄模块(Joystick Module)是一种常用于电子项目中的输入设备,类似于游戏手柄的摇杆。它可以检测X轴和Y轴的模拟输入以及按下按钮的数字输入。以下是摇柄模块的主要特点和使用方法:
1、摇柄模块的特点
双轴模拟输出: 摇柄模块可以检测X轴和Y轴的偏移量,输出模拟信号。
按键功能: 摇柄模块通常带有一个按键,当按下摇杆时会输出一个数字信号。
易于连接: 模块通常有5个引脚:VCC(电源)、GND(地)、VRX(X轴模拟输出)、VRY(Y轴模拟输出)和SW(按键数字输出)。
2、应用场景
机器人控制: 用于控制机器人的移动方向和速度。
游戏控制器: 用于DIY游戏控制器,模拟游戏手柄的功能。
机械臂控制: 通过摇杆控制机械臂的运动轨迹和抓取力度1。
3、连接方法
电源连接: 将VCC连接到Arduino的5V引脚,GND连接到Arduino的GND引脚。
模拟输入连接: 将VRX连接到Arduino的模拟输入引脚(如A0),VRY连接到另一个模拟输入引脚(如A1)。
数字输入连接: 将SW连接到Arduino的数字输入引脚(如D3)。
双柄操纵杆是一种用手指使用的输入传感器。你应该已经熟悉这个概念了,它们被广泛应用于游戏手柄和遥控器。它可以在两个轴(Y和或X)上接收输入同时(通常用于控制二维平面上的方向)。它还有第三个方向按下(Z轴/方向)即可。
这是通过在操纵杆模块内以90度角安装两个旋转电位计来实现的相互放置,以便同时检测两个方向上的方向偏移,并具有“垂直”轴上的按钮开关,可以检测用户何时按下操纵杆。
当读取操纵杆数据时,轴之间存在一些差异:X和Y轴的数据是模拟的,这需要使用ADC。Z轴的数据是数字的,因此您可以直接使用GPIO读取此数据数据,或者您可以选择使用ADC读取此数据。
Arduino实验接线示意图
【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
实验二百三十二:ESP32-S3 WROOM N16R8 CAM开发板WiFi+蓝牙模块
OV2640/5640摄像头模组
{花雕动手做}项目之二十七:ESP32-S3 CAM使用joystick双轴摇杆模块控制LED灯
实验开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
实验二百三十二:ESP32-S3 WROOM N16R8 CAM开发板WiFi+蓝牙模块
OV2640/5640摄像头模组
{花雕动手做}项目之二十七:ESP32-S3 CAM使用joystick双轴摇杆模块控制LED灯
*/
int xyzPins[] = {14, 13, 12}; // x, y, z pins
#define PIN_LED 2 // LED连接到数字引脚D2
void setup() {
Serial.begin(115200);
pinMode(xyzPins[2], INPUT_PULLUP); // z轴是一个按钮
pinMode(PIN_LED, OUTPUT); // 设置LED引脚为输出模式
}
void loop() {
int xVal = analogRead(xyzPins[0]);
int yVal = analogRead(xyzPins[1]);
int zVal = digitalRead(xyzPins[2]);
// 根据Z轴按钮状态控制LED
if (zVal == LOW) {
digitalWrite(PIN_LED, HIGH); // 点亮LED
Serial.println("LED已点亮");
} else {
digitalWrite(PIN_LED, LOW); // 关闭LED
Serial.println("LED已关闭");
}
Serial.printf("X,Y,Z: %d,\t%d,\t%d\n", xVal, yVal, zVal);
delay(1500);
}
解读代码:
1、定义引脚和常量
int xyzPins[] = {40, 39, 38}; // x, y, z pins
#define PIN_LED 2 // LED连接到数字引脚D2
xyzPins数组: 定义了三个引脚,分别用于X轴、Y轴和Z轴(按钮)。
PIN_LED: 定义了LED连接的引脚。
2、初始化设置
void setup() {
Serial.begin(115200);
pinMode(xyzPins[2], INPUT_PULLUP); // z轴是一个按钮
pinMode(PIN_LED, OUTPUT); // 设置LED引脚为输出模式
}
Serial.begin(115200): 初始化串口通信,波特率为115200。
pinMode(xyzPins2, INPUT_PULLUP): 将Z轴引脚设置为输入模式,并启用内部上拉电阻。
pinMode(PIN_LED, OUTPUT): 将LED引脚设置为输出模式。
3、主循环
void loop() {
int xVal = analogRead(xyzPins[0]);
int yVal = analogRead(xyzPins[1]);
int zVal = digitalRead(xyzPins[2]);
analogRead(xyzPins[0]): 读取X轴的模拟值。
analogRead(xyzPins1): 读取Y轴的模拟值。
digitalRead(xyzPins2): 读取Z轴按钮的数字值。
4、控制LED
if (zVal == LOW) {
digitalWrite(PIN_LED, HIGH); // 点亮LED
Serial.println("LED已点亮");
} else {
digitalWrite(PIN_LED, LOW); // 关闭LED
Serial.println("LED已关闭");
}
if (zVal == LOW): 检查Z轴按钮是否被按下(低电平)。
digitalWrite(PIN_LED, HIGH): 如果按钮被按下,点亮LED。
Serial.println(“LED已点亮”): 输出LED状态到串口。
else: 如果按钮未被按下。
digitalWrite(PIN_LED, LOW): 关闭LED。
Serial.println(“LED已关闭”): 输出LED状态到串口。
5、 输出状态
Serial.printf("X,Y,Z: %d,\t%d,\t%d\n", xVal, yVal, zVal);
delay(1500);
}
Serial.printf(“X,Y,Z: %d,\t%d,\t%d\n”, xVal, yVal, zVal): 输出X、Y、Z轴的值到串口。
delay(1500): 延迟1.5秒。
总结
这段代码读取摇杆的X轴和Y轴的模拟值,以及Z轴按钮的数字值。当Z轴按钮被按下时,点亮LED,并通过串口输出当前状态。
实验串口返回情况
实验场景图