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[经验] 【Arduino】66种传感器系列实验(57)---四档可调矩形波模块

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  • TA的每日心情
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    2019-7-21 06:25
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2019-7-11 08:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
    37款传感器与模块的提法,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37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块,依照实践(动手试试)出真知的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一做做实验,不管能否成功,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。

    实验五十七: 四档脉冲频率占空比可调模块矩形波信号发生器(NE555)

    NE555 (Timer IC)
    为8脚时基集成电路,大约在1971年由Signetics Corporation发布,在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC,在往后的40年中非常普遍被使用,且延伸出许多的应用电路,后来基于CMOS技术版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用,但原规格的NE555依然正常的在市场上供应,尽管新版IC在功能上有部份的改善,但其脚位功能并没变化,所以到目前都可直接的代用。NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号,555系列IC的接脚功能及运用都是相容的,只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

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     楼主| 发表于 2019-7-12 05:48 | 显示全部楼层
    Arduino 系列传感器和模块实验目录清单:
    一块扩展板完成Arduino的9类18项实验(代码+图形+仿真)
    https://www.arduino.cn/thread-88696-1-1.html
    实验一:干簧管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86350-1-1.html
    实验二:光敏电阻传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86393-1-1.html
    实验三:微波雷达感应开关模块
    https://www.arduino.cn/thread-86397-1-1.html
    实验四:振动传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86512-1-1.html
    实验五:热敏电阻温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86520-1-1.html
    实验六:KY-038高感度声音传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86576-1-1.html
    实验七:旋转电位器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86866-1-1.html
    实验八:湿度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-87993-1-1.html
    实验九:火焰(红外线)传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88283-1-1.html
    实验十:敲击传感器模块KY-031
    https://www.arduino.cn/thread-88401-1-1.html
    实验十一:金属触摸传感器模块KY-36
    https://www.arduino.cn/thread-88422-1-1.html
    实验十二:开关霍尔磁力传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88461-1-1.html
    实验十三:触摸传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88523-1-1.html
    实验十四:倾斜传感器模块(角度开关)
    https://www.arduino.cn/thread-88530-1-1.html
    实验十五:手指侦测心跳传感器模块KY-039
    https://www.arduino.cn/thread-88557-1-1.html
    实验十六:电容式数字触摸传感器模块(TTP223 )
    https://www.arduino.cn/thread-88567-1-1.html
    实验十七:HC-SR312微型热释电传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88578-1-1.html
    实验十八:0.25W太阳能滴胶板传感器模块(45X45毫米)
    https://www.arduino.cn/thread-88669-1-1.html
    实验十九:常闭型SW-420震动开关传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88672-1-1.html
    实验二十:水银开关传感器模块(KY-017)
    https://www.arduino.cn/thread-88787-1-1.html
    实验二十一:激光头传感器模块(KY-008)
    https://www.arduino.cn/thread-88842-1-1.html
    实验二十二:MAX7219点阵显示模块(8X8 LED共阴)
    https://www.arduino.cn/thread-88851-1-1.html
    实验二十三:NE555频率可调脉冲发生器模块(方波简版)
    https://www.arduino.cn/thread-88867-1-1.html
    实验二十四:水位水滴传感器模块(Water Sensor)
    https://www.arduino.cn/thread-88886-1-1.html
    实验二十五:MQ-2气敏式烟雾传感器模块(甲烷等)
    https://www.arduino.cn/thread-88906-1-1.html
    实验二十六:4X4矩阵键盘模块(轻触式按键)
    https://www.arduino.cn/thread-88966-1-1.html
    实验二十七:GY-BMP280-3.3 高精度大气压强传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89010-1-1.html
    实验二十八:三色5050 RGB全彩LED模块 KY-009
    https://www.arduino.cn/thread-89022-1-1.html
    实验二十九:DS1302实时时钟模块(带电池  掉电走时)
    https://www.arduino.cn/thread-89070-1-1.html
    实验三十:光敏二极管传感器模块(英语photodiode )
    https://www.arduino.cn/thread-89129-1-1.html
    实验三十一:ISD1820录音语音模块(8-20秒)
    https://www.arduino.cn/thread-89154-1-1.html
    实验三十二:雨滴传感器模块(雨水/雨量/叶面湿度)
    https://www.arduino.cn/thread-89184-1-1.html
    实验三十三:ESP8266串口WIFI收发无线模块 (ESP-01S)
    https://www.arduino.cn/thread-89245-1-1.html
    实验三十四:三色LED交通灯模块(红绿黄灯)
    https://www.arduino.cn/thread-89273-1-1.html
    实验三十五:模拟量声音传感器模块(4线制)
    https://www.arduino.cn/thread-89289-1-1.html
    实验三十六:WS2812B智能外控集成LED四位彩灯模块
    https://www.arduino.cn/thread-89297-1-1.html
    实验三十七:MQ-3酒精乙醇传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89300-1-1.html
    实验三十八:joystick双轴XY按键摇杆模块(游戏控制杆)
    https://www.arduino.cn/thread-89365-1-1.html
    实验三十九:DS18B20单总线数字温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89368-1-1.html
    实验四十:360度旋转增量编码器模块(KY-040)
    https://www.arduino.cn/thread-89427-1-1.html
    实验四十一:IS0203激光接收管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89428-1-1.html
    实验四十二:DSM501A韩国PM2.5灰尘粉尘传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89441-1-1.html
    实验四十三:5V低电平触发单路继电器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89445-1-1.html
    实验四十四:类比霍尔磁性传感器 KY-035(模拟量)
    https://www.arduino.cn/thread-89464-1-1.html
    实验四十五:红外避障传感器模块(光电接近开关)
    https://www.arduino.cn/thread-89473-1-1.html
    实验四十六:350Ω高精度电阻式应变片传感器 (BF350)
    https://www.arduino.cn/thread-89474-1-1.html
    实验四十七:七段LED数码管模块(共阴/共阳)
    https://www.arduino.cn/thread-89475-1-1.html
    实验四十八:GY-291三轴重力加速度模块 (IIC/SPI传输)
    https://www.arduino.cn/thread-89567-1-2.html
    实验四十九:有源蜂鸣器报警器发声模块(低电平触发)
    https://www.arduino.cn/thread-89568-1-2.html
    实验五十:W25Q64 FLASH外扩存储模块 (SPI接口 )
    https://www.arduino.cn/thread-89570-1-2.html
    实验五十一:自锁点动触摸按键传感器模块(TTP223芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89721-1-1.html
    实验五十二:SPI接口Micro SD卡模块(带电平转换芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89729-1-1.html
    实验五十三: 土壤湿度水分传感器模块(电阻式)
    https://www.arduino.cn/thread-89734-1-1.html
    实验五十四: 大按键点动轻触开关模块(高电平输出)
    https://www.arduino.cn/thread-89785-1-1.html
    实验五十五:DHT11 温湿度传感器(数字型单总线通信)
    https://www.arduino.cn/thread-89786-1-1.html
    实验五十六: 8路LED流水的灯跑马灯模块SUNLEPHANT
    https://www.arduino.cn/thread-89832-1-1.html
    实验五十七: 四档频率占空比可调矩形波信号发生器(NE555)
    https://www.arduino.cn/thread-89868-1-1.html
    实验五十八: HC-SR04超声波测距传感器模块(5针宽电压)
    https://www.arduino.cn/thread-89869-1-1.html
    实验五十九: RS232转TTL2代串口模块刷机板(MAX3232)
    https://www.arduino.cn/thread-89895-1-1.html
    实验六十:ATTINY85 Digispark kickstarter 微型usb开发板
    https://www.arduino.cn/thread-89898-1-1.html

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     楼主| 发表于 2019-7-13 07:20 | 显示全部楼层
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     楼主| 发表于 2019-7-13 07:39 | 显示全部楼层
    工作原理
    555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。R1、R2、R3对供电Vcc分压,使N1比较器基准端(同相输入端)电压为1/3Vcc,N2基准端(反相输入端)电压为2/3Vcc。芯片5脚为调整端,接入上拉或下拉电阻时,可改变两个基准端电压的高低。两路比较器的输出端与R-S触发器的置位和复位相接,从而决定芯片3脚输出端的电平状态。当芯片2脚(/TR端)输入信号电压低于1/3Vcc时,N1输出端为“0”,R-S触发器被置位,芯片3脚变高电平,(在复位信号未输入之前)并保持;当芯片6脚输入电压高于2/3Vcc时,N2输出端为“1”,R-S触发器被复位(在置位信号未输入之前)并保持。芯片4为优先复位端(低电平有效),不用时可接Vcc。显然,作为开关电路应用时,只要控制芯片2脚电压低于1/3Vcc,电路处于“开”态(3脚为“1”);控制芯片6脚高于2/3Vcc,电路即处于“关”态(3脚为“0”),即为开关(双稳态)电路。

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     楼主| 发表于 2019-7-13 07:43 | 显示全部楼层
    主要特点
    1.只需简单的电阻器、电容器,即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广,可由几微秒至几小时之久。
    2.它的操作电源范围极大,可与TTL,CMOS等逻辑电路配合,也就是它的输出电平及输入触发电平,均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。
    3.其输出端的供给电流大,可直接推动多种自动控制的负载。
    4.它的计时精确度高、温度稳定度佳,且价格便宜。
    5.NE555时基电路,为电压比较器和R-S基本触发器的混成电路,可方便地构成单稳态(延时、定时)电路、双稳态(开关)电路及无稳态(振荡)电路。其构成电路之简便和应用之广,素有“万能电路”之称。

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     楼主| 发表于 2019-7-13 08:01 | 显示全部楼层
    555主要由两个电压比较器,RS触发器,一个三极管,三个5k电阻组成
    1:电源负极   2:触发  3:输出   4:复位 (低电平有效)
    5:控制   6:阈值  7:放电   8:电源正极

    1脚为接地端;2脚为低电平触发端,由此输入低电平触发脉冲;6脚为高电平触发端,由此输入高电平触发脉冲;4脚为复位端,输入负脉冲(或使其电压低于0.7V)可使555定时器直接复位;5脚为电压控制端,在此端外加电压可以改变比较器的参考电压,不用时,经0.01uF的电容接地,以防止引入干扰;7脚为放电端,555定时器输出低电平时,放电晶体管TD导通,外接电容元件通过TD放电;3脚为输出端,输出高电压约低于电源电压1V—3V,输出电流可达200mA,因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等;8脚为电源端,可在5V—18V范围内使用。

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     楼主| 发表于 2019-7-13 08:07 | 显示全部楼层
    四档脉冲频率占空比可调模块

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     楼主| 发表于 2019-7-13 08:31 | 显示全部楼层
    模块说明
    1、尺寸:3.1CM*2.2CM
    1、主要芯片:NE555;
    2、输入电压:5V-15VDC。5V供电时,输出电流可以在15MA左右;12V供电时,输出电流可以在35MA左右;
    3、输入电流:≥100MA
    4、输出幅度:4.2V V-PP至11.4V V-PP.(根据输入电压不同,输出幅度会不一样)
    5、ZUI大输出电流:≥15MA(5V供电,V-PP大于50%时),≥35MA(12V供电,V-PP大于50%时)

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     楼主| 发表于 2019-7-13 08:40 | 显示全部楼层
    模块电原理图

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     楼主| 发表于 2019-7-13 08:45 | 显示全部楼层
    频率计算公式

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