Arduino教程09 震动探测「DFR0100 」 DF创客社区

【本篇课程内容于 2024年11月14日更新】

>本系教程配套硬件套件：【新版】Arduino入门套件 DFR0100

震动传探测，我们从名字中应该就可以判断，该装置能够检测物体是否在震动。我们用什么来做震动探测呢？那就是倾斜开关。其内部含有导电珠子，器件一旦震动，珠子随之滚动，就能使两端的导针导通。

通过这个原理，我们可以做一些小玩具结合起来。最常见的，比如我们看到一些小孩子穿的一闪一闪的小鞋子！走动的过程，就能使内部珠子滚动。

只要传感器检测到东西震动，就会有信号输出。这里，我们想通过倾斜开关做个简单的震动传感器，并把震动传感器和LED的结合，当传感器检测到物体震动时，LED亮起，停止震动时，LED熄灭。

元件清单

硬件连接

从倾斜开关这个名字，我们可以把它和什么联想在一起？就是按键开关，倾斜开关和我们项目【交通信号灯】中介绍的按钮在硬件连接是完全相同的，原理也相似。只是使用方法不同而已。可以把下图与项目【交通信号灯】一起看，你会发现很多相似之处。倾斜开关也需要一个下拉电阻，LED需要一个限流电阻。

图 1 震动探测连线图

示例代码

样例代码：

//项目 – 震动探测
int SensorLED = 13;       //定义LED为数字引脚13
int SensorINPUT = 3;      //连接倾斜开关到中断1，也就是数字引脚3 
unsigned char state = 0;

void setup() { 
  pinMode(SensorLED, OUTPUT);         //LED为输出模式
  pinMode(SensorINPUT, INPUT);        //倾斜开关为输入模式

  //低电平变高电平的过程中，触发中断1，调用blink函数
  attachInterrupt(1, blink, RISING);   
 }

void loop(){
      if(state!=0){              // 如果state不是0时
        state = 0;               // state值赋为0
        digitalWrite(SensorLED,HIGH);   // 亮灯
        delay(500);          //延时500ms
      }  
      else 
        digitalWrite(SensorLED,LOW);     // 否则，关灯
} 

void blink(){                //中断函数blink()
state++;             //一旦中断触发，state就不断自加
}
复制代码

当我们晃动板子时，LED灯也会随之亮，一旦停止晃动，LED灯又恢复到熄灭的状态。

代码回顾

代码虽不长，但还是不太容易理解的。先大致说下代码的运行过程。

在没有任何打扰的情况下，程序在不断运行着…...，让LED一直处于关闭。突然，被人打扰了（也就是晃动板子），就跳到中断函数blink()中（当然进入中断也是要条件的，我们后面说）。此时，state不断自加导致主函数中if函数检测到state不为0了，那么就让LED亮起了，同时又重新让state为0，等待下一次中断。未发生中断，LED则恢复关闭状态。

重复的知识点不再赘述，下面重点讲解中断函数attachInterrupt()。

什么是中断？打个比方吧，比如你在家看电视，突然家里电话铃响了，那么你不得不停下看电视先去接电话，等接完电话后，你又可以继续看电视啦！在整个过程中接电话就是一个中断过程，电话铃响就是中断的标志，或者说中断条件。

现在知道中断是什么意思了吧，再回到attachInterrupt()函数，它是一个当外部发生中断时，才被唤醒的函数。区别于其他函数，它依附于中断引脚才发生。大多数板子都有两个外部中断引脚：数字引脚2（中断0）和数字引脚3（中断1）。中断0与中断1是中断号，在函数中需要用到。不同板子，中断号对应引脚可能不同，可以查阅Arduino官方编程语法手册，网址如下：

http://arduino.cc/en/Reference/AttachInterrupt

interrupt：中断号0或者1。如果选择0的话，连接到数字引脚2上，选择1的话，连接到数字引脚3上。

function：调用的中断函数名。写中断函数时，需要特别说明以下三点：

1、我们在写中断函数的时候，该函数不能含有参数和返回值。也就是说，要写一个无返回值的函数。

2、中断函数中不要使用delay()和millis()函数，因为数值不会继续变化。

3、中断函数中不要读取串口，串口收到的数据可能会丢失。

mode：中断的条件。只有特定的以下四种情况：

1、LOW当引脚为低电平时，触发中断。

2、CHANGE当引脚电平发生改变时，触发中断。

3、RISING当引脚由低电平变为高电平时，触发中断。

4、FALLING当引脚由高电平变为低电平时，触发中断。

知道了attachInterrupt()函数的用法，回归到我们的代码中：

attachInterrupt(1, blink, RISING);

对应上面说明看。1，指中断号1。所以倾斜开关接到数字引脚3。blink是我们下面要调用的中断函数。RISING，指引脚3在由低变为高的一瞬间，中断触发。

为什么要选RISING呢？由于硬件我们还没提到，我们就把倾斜开关想象成按键。在按键没按下时，是断开的，引脚3处于低的状态。一旦被按下，就和5V导通，变为高。这个过程是引脚由低电平变高电平的过程，所以选择RISING模式。

硬件回顾

倾斜开关

倾斜开关，也叫做滚珠开关，震动开关等等。虽然叫法不同，不过原理是相同的。就是通过珠子滚动接触导针的原理来控制电路的通断。

看下结构图就明白了。倾斜开关内部两个珠子，通过珠子滚动接触导针的原理来控制电路的接通或者断开。传感器震动或者晃动时，珠子就会接触导针，从而导通。还需要注意的一点是，由于倾斜开关的内部构造，倾斜开关只有一头是导通的，金色导针一端是导通的，银色导针一端是不导通的。这也就是为什么，往金色一端倾斜，灯会点亮，而偏向银色一端倾斜时，灯不会被点亮的原因。