【震动传感器】基于Mind+ Ardunio入门教程08

       震动传感器，我们从名字中应该就可以判断，传感器能够检测震动中的物体。我们用什么来做震动传感器呢？那就是滚珠开关。滚珠开关，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，我们想通过滚珠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关闭。

所需元件

￭ 1×  滚珠开关 SW200D                 

￭ 1×  5mm LED灯                        

￭ 1×  220欧电阻                        

硬件连接

       从滚珠开关这个名字，我们可以把它和什么联想在一起呢？就是按键开关，滚珠开关和我们项目三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。可以把下图对应项目三的一起看，你会发现很多相似之处。滚珠开关也需要一个下拉电阻，LED需要一个限流电阻。

图 8-1 震动传感器连线图

代码编程

       输入样例代码8-1

[mw_shl_code=c,true]//项目八 – 震动传感器   
int SensorLED = 13;                        //定义LED为数字引脚13   
int SensorINPUT = 3;                        //连接震动开关到中断1，也就是数字引脚3  
Volatile unsigned char state = 0;   
void blink();                                        //使用任何函数前，必须先声明  
   
void setup() {     
          pinMode(SensorLED, OUTPUT);                        //LED为输出模式   
          pinMode(SensorINPUT, INPUT);                //震动开关为输入模式   
   
          //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  
}[/mw_shl_code]

       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。

代码学习

       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，产生连锁反应，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。如果没有中断的话，LED又恢复到关闭的状态。

       简单说了下程序的运行过程，重复的知识点就不做说明了。就重点说下中断函数attachInterrupt()。  

中断

       什么是中断？打个比方吧，比如你在家好好的看电视，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，或者说是中断条件。

       现在知道中断是什么意思了，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。Arduino UNO板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。

       attachInterrupt() 需要三个传递参数：

       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：

              我们写中断函数的时候，该函数不能含有参数和返回值。也就是说，要是一个无返回值的函数。

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

              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：

              LOW：当引脚为低电平时，触发中断。

              CHANGE：当引脚电平发生改变时，触发中断。

              RISING：当引脚由低电平变为高电平时，触发中断。

              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。所以滚珠开关接到数字引脚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，我们就先滚珠开关想象成按键。在按键没按下的时，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

滚珠开关

       滚珠开关，也叫做珠子开关，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。

图 8-2 滚珠开关内部结构图

       滚珠开关内部两个珠子，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，由于滚珠开关的内部构造，滚珠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。

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