【树莓派】实验10-干簧管传感器实验

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前言

好像没啥可以说的，直接开始进入今天的实验内容吧

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1. 实验器材

树莓派开发板
40p 软排线 + T 型转接板 + 面包板
干簧管传感器模块
双色 LED
跳线若干

上：干簧管传感器；下：双色 LED

2. 实验原理

干簧管传感器也是一种用于检测磁场的传感器。在常用的程控交换机、复印机、洗衣机、
电冰箱、照相机、消毒碗柜、门磁、窗磁、电磁继电器、电子衡器、液位计、煤气表、水
表等产品中都得到了很好的应用。

个人理解：干簧管传感器的效果和霍尔元件很像，不过后者的体积更小
笔记本电脑中就有霍尔元件，用于检测笔记本屏幕的开关，实现合盖休眠的功能

干簧管是干式舌簧管的简称，是一种有触点的无源电子开关元件，具有结构简单，体积小便于控制等优点。

其外壳一般是一根密封的玻璃管，管中装有两个铁质的弹性簧片电板，还灌有一种叫金属的惰性气体。平时，玻璃管中的两个簧片是分开的。

当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所接的电路连通。
外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路也就断开了。
因此，作为一种利用磁场信号来控制的线路开关器件，干簧管可以作为传感器用于计数、限位等等场景 (在安防系统中主要用于门磁、窗磁的制作)，同时还被广泛使用于各种通信设备中。
在实际运用中，通常用磁铁控制这两根金属片的接通与否，所以又被称为 “磁控管”

2.1 电路图

电路图中 Reed Switch(干簧管) 部分，其实就是原理部分提到的密封玻璃管，内部有两个铁片

当干簧管部分接触到磁性物体时，两个铁片吸附在一起，电路接通，DO 管脚输出低电平。同时电路接通，D2 LED 点亮
没有检测到磁性物体，两个铁片断开，电路断开，DO 管脚直连 VCC，输出高电平

2.2 接线图

类似这种通过一个传感器模块来控制双色 LED 的实验我们已经做过好几个了。它们的接线方式基本是一样的👍

树莓派	T 型转接板	干簧管
GPIO 0	GPIO 17	DO
5V	5V	VCC
GND	GND	GND

树莓派	T 型转接板	双色 LED
GPIO 1	GPIO 18	R (中间)
GND	GND	GND(-)
GPIO 2	GPIO 27	G(S)

当接线完毕后，PWM-LED 指示灯常亮

即便没有开启控制程序，当干簧管检测到磁性物体时，DO-LED 指示灯也会亮起

3. 代码示例

和之前控制双色 LED 的代码相同，我们使用 pinMode 设置干簧管传感器为输入模式，将红绿 LED 的管脚都设置成输出模式

当 digitalRead 检测到 0（低电平）时，将双色 LED 设置为红色
当 digitalRead 检测到 1（高电平）时，将双色 LED 设置成绿色

//干簧管控制双色LED实验
#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>

#define makerobo_ReedPin	0 //干簧管传感器管脚定义
#define makerobo_Rpin		1 //红色LED模块管脚定义
#define makerobo_Gpin		2 //绿色LED模块管脚定义

// 双色LED控制函数
void double_colorLED(char* color)
{
	pinMode(makerobo_Rpin, OUTPUT); //红色LED管脚设置为输出模式
	pinMode(makerobo_Gpin, OUTPUT); //绿色LED管脚设置为输出模式

	if (color == "makeroboRED")       //点亮红色LED灯
	{
		digitalWrite(makerobo_Rpin, HIGH);
		digitalWrite(makerobo_Gpin, LOW);
	}
	else if (color == "makeroboGREEN") //点亮绿色LED灯
	{
		digitalWrite(makerobo_Rpin, LOW);
		digitalWrite(makerobo_Gpin, HIGH);
	}
	else
		printf("Double color LED Error");
}

int main()
{
	//初始化连接失败时，将消息打印到屏幕
	if(wiringPiSetup() == -1){ 
		printf("setup wiringPi failed !");
		return 1; 
	}
    //干簧管传感器Pin设置为输入模式
	pinMode(makerobo_ReedPin, INPUT);
	double_colorLED("makeroboGREEN");  //点亮绿色LED模块
	
	while(1){
		//干簧管传感器去除抖动处理
		if(0 == digitalRead(makerobo_ReedPin))
        { //干簧管传感器检测到磁性物质
			delay(10);       // 延时去抖动
			if(0 == digitalRead(makerobo_ReedPin)){
				double_colorLED("makeroboRED");	   // 点亮红色LED灯
				printf("Detected Magnetic Material!\n");// 打印出检测到磁性物质
			}
		}
		else if(1 == digitalRead(makerobo_ReedPin))
        { // 干簧管传感器没有检测到磁性物质
			delay(10);        // 延时去抖动
			if(1 == digitalRead(makerobo_ReedPin)){
				while(!digitalRead(makerobo_ReedPin));
				double_colorLED("makeroboGREEN");   // 点亮绿色LED灯
				printf("No Detected Magnetic Material!\n"); // 打印出没有检测到磁性物质
			}
		}
	}
	return 0;
}