前言

好像没啥可以说的,直接开始进入今天的实验内容吧

关注本专栏,和我一起学习树莓派开发板30+经典实验

C语言代码,0基础剖析!

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

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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

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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。

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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

10干簧管传感器实验原理图

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)

10_Reed switch_bb

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当接线完毕后,PWM-LED指示灯常亮

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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

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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

  • digitalRead检测到0(低电平)时,将双色LED设置为红色
  • 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;
}

更详细的函数解释,可以参考之前实验6~8的博客👉专栏链接

3.1编译代码

在linux控制台下输入以下语句,编译生成可执行文件TEST

gcc -Wall 10reedswitch.c -o TEST -lwiringPi

3.1.1 GCC中-Wall指令的作用

上一篇博客中,我在编译代码的时候就没有使用-Wall指令,但程序依旧编译成功了

实际上,-Wall指令的作用是让GCC编译器显示程序的警告

  • 编译器在程序中检查出错误时,会终止编译
  • 编译器在程序中检查出警告时,依旧能编译生成可执行文件

windows系统中的VS编译器下,也有错误/警告两种报错方式

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之前我就没有弄明白Linux环境下这两个之间的区别,导致我认为gcc编译器中不支持用==直接比较常量字符串(然后就把它改成了strcmp,当然这样也没错哈)

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如果我们在编译的时候去掉-Wall指令,就不会显示这两个警告

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更多关于-Wall指令的知识,大家可以参考这位dalao的博客学习一二👉传送门


3.2实验效果

./TEST运行可执行文件,查看实验结果

GIF

检测到磁性物质时,屏幕打印Detected Magnetic Material!

没有检测到的时候,打印No Detected Magnetic Material!

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结语

本次实验到这里就结束啦,希望对你学习树莓派的操作有一些帮助

学校高数和大物欠下的学习债终于补上了,可以摸🐟了

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