标签: 飞行时间传感器

现实中很多物体应用是无法通过物理接触来测量目标物体的距离的，例如物流中心传送带上的物体，移动机器人手臂周围的安全距离等。这里的一些可能非接触式安全测量技术选项包括：涡电流、超声波和光线。其中，激光探测和测距（Light distance and ranging，LIDAR)又称激光雷达，通过从物体发出及返回的光线数据测量目标物体的距离。要构建一个LIDAR系统，可采用高速模数转换器（ADC），或者时间数字转换器(TDC)。 方案特点 本设计基于TDC及相关前端，是一个面向工厂自动化的光学接近传感器、光学液位传感器和无极人的LIDAR系统时间测量后端方案。系统按最高级别测量传感器于第一个障碍物之间的距离，依据是TDC测得的脉冲激光的往返时间，TDC的计时分辨率为55ps。系统采用相移方法处理ToF扩散，光学系统包含了激光二极管、LED、光电二极管，通过专用算法来增加测量距离。 系统对距离感测关键是TDC，以TDC7200为例，4.6ms ToF对应于1379km距离，LIDAR的设计距离不受TDC测量范围的影响。系统中，TDC7200相当于一个秒表，测量START脉冲到第五个STOP脉冲之间的持续时间，这种测量START脉冲与多达5个STOP脉冲之间的时间间隔，这一功能使得用户能够灵活选择回声性能最佳的STOP脉冲。 TDC7200具有内部自校准时间基准，对事件和温度漂移进行了补偿，非常适合高精度测量。如果采用自主多周期平均模式（Autonomous Multi-Cycle Averaging Mode），TDC7200可优化实现低功耗，用于电池供电的流量表。这种模式下，主机可休眠以节约功耗，在TDC测量序列完成后中断并清醒。 本方案采用BoosterPack外形因子，含有两个TDC7200器件，虽然具有12ns消隐时间，这对小物体测量来说已经是太大了。通过对两个TDC进行差分模式优化配置，本方案实际上没有消隐时间。主要性能如下： － LIDAR脉冲飞行时间(ToF)测量； － 距离分辨率； <1cm － TDC分辨率达1.65cm，白噪声1.05cm RMS － TX能量：70W峰值（40ns以上） － ToF测量：脉冲式ToF － ToF分辨率：55ps － ToF重复度：35ps － TX功率：peak 70W － TX脉冲宽度：40ns － TX脉冲上升时间：10ns 100m 50kHz － SNR：88dB 芯齐齐BOM分析 本设计采用10个TI芯片。其中，TDC7200是一款采用14引脚TSSOP封装的时间-数字转换器(TDC)，工作温度范围-40 to 85°C，适用于水表、燃气表和热量计等超声波感测装置，允许用户灵活选择回声性能最佳的STOP脉冲。该器件内置自校准时基，可对时间和温度偏差进行补偿，分辨率55ps，标准偏差35ps，测量范围12－500ns（模式1）、250ns至8ms（模式2），低功耗0.5μA(2SPS)，最多支持5个STOP信号，可用于水表、燃气表和热量计等。 OPA857是一款采用3×3mm VQFN封装宽带、快速过驱动恢复、快速稳定、超低噪声跨阻AO4807L放大器，适用于光电二极管监控应用。凭借可选择的反馈电阻，极快的过载恢复时间和内部输入保护，OPA857可保护信号链的其余部分免受过驱动，同时最大限度地缩短恢复时间。OPA857工作电压2.7V至3.6V，工作温度范围–40°C至+85°C，应用于光电二极管监控、高速I/V转换、光放大器、CAT扫描仪前端等。 TLV3502是4.5ns轨到轨推挽输出比较器，采用SOIC8封装。TLV3502电源电压2.7~5.5V,，静态电流3.2mA，输入偏置电流2pA，输出类型CMOS、Push-Pull、Rail-to-Rail、TTL，PSRR（典型值）70dB和100dB，传播延迟时间4.5ns，工作温度-40~+125℃。 TPL0202是具有SPI和非易失性存储器的256抽头双通道数字电位器，端对端电阻值为10kΩ，上电时间小于<100µs，电压分配±1 LSB INL、±0.5 LSB DNL，工作电压2.7－5.5V，工作温度范围–40°C to +105°C。 SPLLL90-3红外脉冲激光管来自OSRAM，采用Nanostack芯片技术，激光孔径200×10微米，实现70W~75W的典型光输出，光峰值功率高达70瓦，激光波长905纳米。SPLLL90-3工作温度范围-40℃~ +100℃，适合于从1至100ns的短激光脉冲，例如激光测距仪、智能汽车、交通监控、激光距离传感器等。 本设计为精密测距系统，除了上拉的R3可用5% 精度外，其余电阻器均采用1%精密电阻器。在PCB布线时应避免长走线。由于本系统发出高度集中的非有形红外光，这是危害人眼睛的光，这些产品安全预防措施应以《IEC 60825-1 激光产品的安全》为准。

智能物联网时代，接近检测传感器成为智能设备的主要感官。这些传感器通过测量反射的红外线(IR)、超声波等能量来检测物体或人的存在，感测人的肢体语言。本参考设计基于PGA460超声波传感器信号调理器，是一种单传感器的发送和接收操作的小型解决方案，可实现0.3-5m范围内的物体检测。方案的物体检测不受环境温度、湿度和目标颜色/透明度的影响，可用于位置测量、占位检测、超声波泊车辅助系统等。 方案特点 超声波飞行时间传感器（ToF）基于空气耦合换能器，可测量单个或多个物体的距离。本方案中的PGA460是一款具有数字信号处理器的集成式超声波前端器件，输出飞行时间数据、回声宽度和振幅信息。通过电流限制变压器可配置驱动器强度，接收器经调节可过滤和处理返回的回波数据，以便在测量后进行分析。 方案可使用PGA460 EVM GUI定制、配置和控制超声波设置，并监控发生的超声波事件的性能。主要特点包括： - 集成驱动器和接收器，可实现超声波检测。 - 与在30-80kHz和180-480kHz中心频率运行的超声波传感器兼容。 - 能够使用变压器驱动器生成最大声压级。 - 能够访问PGA460-Q1提供的所有通信接口，包括USART（UART和SPI）、TCI和单线UART。 - 记录物体检测时间，空中距离高达11m。 - 其最大范围会受极小或软目标的影响。 应用设计时，首要确定最大和最小测量距离，推荐距离为30cm到5m之间。距离越短，但传感器测量的挑战越大，因为传感器要同时兼顾发射和接收要素，同时还会出现谐振衰变。为提高短距离性能，不要采用匹配网络进行补偿。该网络由感性元件、容性元件和阻性元件组成，可减小测量的阈值时间，提高最小测量距离。为了获得接近0cm的测量距离，建议采用双传感器结构配置。 电路中，UTR-1440K超声波变送器是IP65防护等级的超声波发射器/接收器，将高频率电压信号转换为触发超声波接收器的音频信号发射出去，受目标频率激活时可将高频率转换为交流电压。 PGA460-Q1芯片用来驱动超声波变送器，并对发射和接收的超声波信号进行处理。该芯片配备先进的DSP内核，具有一个互补低侧驱动器对，可以在基于变压器的拓扑中使用升压变压器驱动变送器，或在直接驱动拓扑中使用外部高侧FET驱动变送器。器件可以接收和调节反射的回波信号，以实现物体的可靠检测。PGA460-Q1可进入超低静态电流低功耗模式以减少闲置时的功耗，并且可在通信接口上使用指令将其唤醒。 芯齐齐BOM分析 本方案核心元件包括一个UTR-1440K超声波变送器和一个PGA460超声波信号处理器和传感器驱动器。 UTR-1440K是分立式超声波发射器/接收器，驱动电压140VP-P，电容值1,800±15%pF，回波敏感度200mV，衰减时间1.2mS，中心频率40,000Hz，工作温度范围-40~+80°C，可用于距离测量、液流和液位系统，超声波清洗系统或玻璃破碎检测等场景。 PGA460采用TSSOP-16封装，是用于超声波传感的完全集成式解决方案，单一芯片集成了超声波信号处理和传感器驱动功能，可以接收和调节反射的回波信号，以实现物体的可靠检测。PGA460还具有系统诊断和适用于过压、欠压、过流和短路情形的电源侧和收发器侧诊断功能，主要用于超声波雷达、目标距离和位置感知、人体接近检测、运动传感器、无人机和机器人着陆协助和障碍检测等场景。 调谐电容C7容量选择0402尺寸330pF容量的C0G/NP0 MLCC电容器，容差控制在+/- 5%以内。与之对应的电阻器R4阻值为100Ω，精度在1%以内。 阻尼电阻R3与超声波变送器并联，用以缩短回波的衰减时间，取值一般在500Ω-30kΩ之间，建议先用电位器微调确定，本设计采用0603尺寸的3.9kΩ。 退耦电容C3容值选择3900pF，容差+/-5%精度的0603尺寸C0G/NP0电容器。这些元器件均为STD标品，可按照BOM表提供PartNumber原厂采购，也可从硬之城（allchips）一站购齐，这样更容易达到设计目标。

本项目是一个采用Traffic LED模块、Arduino Uno/Nano，以及TOF10120飞行时间传感器的工业级智能停车系统。项目采用一块切边的垫子作为停车区，先测量垫子长度，再根据这个数值定义不同距离的代码，一个接一个的点亮（ON）和熄灭（OFF）这些LEDs，以帮助司机安全停车： 当汽车即将进入停车区域时，绿色LED点亮。然后，黄色LED点亮，提醒司机即将接近目标停车位置，这表明汽车车身已经有一半位于停车区域。 当红色LED开始闪烁时，警告司机缓慢行驶并留意，到达停车点后关闭汽车，或者继续移动直到红色LED停止闪烁。 作为一个用以理解停车系统的原型，项目使用的均为廉价元件。读者可对电路进行升级，如改变代码中的测量距离数值，甚至替换电路中的传感器等，使项目更加实用。 ToF10120飞行时间传感器 tof10120激光模块最大的优势在于测距远、操作简单，程序中仅仅需要通过单片机给模块串口发送命令字符串，就可以向单片机发送回距离数据。如果发送自动测距的字符串命令，则模块会按照一定频率自动回送数据，相关物理量都可以通过命令字符串设置。传感器仅需要串口就可以实现。 TOF10120基于Sharp低成本标准CMOS工艺和SPAD技术，可为自动对焦（AF）提供精确、可重复的长距离测量，测量结果不受物体反射的影响。主要特点包括： ・采用940nm激光； ・小型陶瓷封装（20×13.2×2.0mm）； ・ 可在室内测量长达1.8m长度，精度5％； ・测量距离不受姆堡反射的影响； ・先进广促俄串扰补偿技术； ・30ms高速测量； ・单电源供电； ・Txd接口用于设备控制和数据传送； ・无铅，符合RoHS指令。 TOF10120典型测距范围为100-1800mm，电源电压3-5v，消耗电流35mA，兼容Arduino、ESP8266、ESP32等5V和3.3V控制板，适合-20°C to +70°C等室内外环境。 TOF10120支持UART、I2C通讯，1#引脚、2#引脚、3#引脚、4#引脚、5#引脚、6#引脚分别为GND、VDD、RXD、TXD、SDA、SCL。在六个引脚中，本项目只使用了其中的GND, VDD, SDA, and SCL四个脚。 根据数据表，TOF10120的I2C地址为0xA4，但寻址采用高7bit即0x52，这相当于82。 交通LED模块 该模块为司机提供指示，本身带有限流电阻，无需额外连接电阻器。 模块共有4个公头，GND引脚链接与控制器的GND引脚，或数字引脚。这样，5v信号将熄灭模块，GND or LOW电平信号将启动模块。其中，R标号代表红色LED, Y标号代表黄色LED，G标号代表绿色LED，高电平信号时LED点亮。 连接电路 首先，按照电路图，5V电源由LM7805三端稳压器提供给Arduino Nano，后面需要连接一个470uF的去耦铝电解电容器。 其中，5v稳压连接到Arduino Nano的VIN引脚，TOF10120激光测距模块的SCL、SDA引脚分别连接于Arduino板子的A5、A4引脚，电源线链接于Arduino板子的5V和接地引脚。 信号灯LED模块的GND引脚链接到Arduino板子的5号引脚，红色LED链接到Arduino的4号引脚，黄色LED连接到3号引脚，绿色LED连接到2号引脚。 PCB设计 接下来，设计Arduino Nano PCB开发板，母头用于3.3V、12V、5V和接地，左侧作为Vero板用来焊接其他电子元件，Arduino Nano的左右两侧都设计母头来连接跳线，也可连接传感器和电子元器件，例如TOF10120传感器和OLED显示模块的I2C引脚。 最后，将Traffic LED模块连接于Arduino板子的5、4、3、2引脚，再用公头连来连接TOF10120传感器的GND、Vdd、SCL、SDA引线。 做完上述连接后，就使用下述代码进行I2C寻址： #include void setup() { Wire.begin(); Serial.begin(115200); Serial.println("\nI2C Scanner"); } void loop() { byte error, address; int nDevices; Serial.println("Scanning..."); nDevices = 0; for(address = 0; address <= 127; address++ ) { Wire.beginTransmission(address); error = Wire.endTransmission(); if (error == 0) { Serial.print("I2C device found at address 0x"); if (address<16) Serial.print("0"); Serial.print(address, HEX); Serial.println(" !"); nDevices++; } else if (error==4) { Serial.print("Unknow error at address 0x"); if (address<16) Serial.print("0"); Serial.println(address,HEX); } } if (nDevices == 0) Serial.println("No I2C devices found\n"); else Serial.println("done\n"); delay(30000); } #include void setup() { Wire.begin(); Serial.begin(115200); Serial.println("\nI2C Scanner"); } void loop() { byte error, address; int nDevices; Serial.println("Scanning..."); nDevices = 0; for(address = 0; address <= 127; address++ ) { Wire.beginTransmission(address); error = Wire.endTransmission(); if (error == 0) { Serial.print("I2C device found at address 0x"); if (address<16) Serial.print("0"); Serial.print(address, HEX); Serial.println(" !"); nDevices++; } else if (error==4) { Serial.print("Unknow error at address 0x"); if (address<16) Serial.print("0"); Serial.println(address,HEX); } } if (nDevices == 0) Serial.println("No I2C devices found\n"); else Serial.println("done\n"); delay(30000); } 上述代码上传完成后，打开serial monitor就会看到TOF10120激光传感器的I2C地址。按照数据手册，TOF10120模块的I2C地址为0xA4，由于其寻址采用了高7 bits，这样就变成了0x52，相当于82。 至此，大家已经知道了i2c地址，可以把TOF10120测距传感器模块固定到板子上了。该传感器须固定到适当的高度，以检测车辆和距离。这当然不难，你可以竖一个底部带有螺丝的胶块，我为了方便站了一个充电器的外壳，只要高度满足即可。 下面是本项目的代码，我是按照裁剪的垫子大小来写的，这个尺寸正好就是停车区域的大小。 /* Smart Car Parking system Code * In this project the TOF10120 Laser Distance Sensor is used for measuring the distance. */ #include // Traffic LED Module interfacing with Arduino Uno or Arduino Nano int GND_PIN = 5; int RED_PIN = 4; int YELLOW_PIN = 3; int GREEN_PIN = 2; unsigned char ok_flag; unsigned char fail_flag; unsigned short lenth_val = 0; unsigned char i2c_rx_buf ; unsigned char dirsend_flag=0; int x_mm; // distance in millimeters float y_inches; // distance in inches void setup() { Wire.begin(); Serial.begin(9600,SERIAL_8N1); printf_begin(); pinMode(GND_PIN, OUTPUT); pinMode(RED_PIN, OUTPUT); pinMode(YELLOW_PIN, OUTPUT); pinMode(GREEN_PIN, OUTPUT); digitalWrite(GND_PIN, LOW); digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } void loop() { x_mm = ReadDistance(); // Serial.print(x_mm); // Serial.println(" mm"); // You can convert millimeters to inches in one of two ways: divide the number of millimeters by 25.4, or multiply the number of millimeters by 0.0394 y_inches = x_mm * 0.0394; // Serial.print(y_inches); // Serial.println(" inches"); 0) && (y_inches <= 3) ) { digitalWrite(RED_PIN, HIGH); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } 3) && (y_inches <= 6) ) { digitalWrite(RED_PIN, HIGH); delay(200); digitalWrite(RED_PIN, LOW); delay(200); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } 6) && (y_inches <= 10) ) { digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(YELLOW_PIN, HIGH); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } 10) && (y_inches <= 20) ) { digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH); } 20 ) { digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } if ( y_inches < 0 ) { digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } } int serial_putc( char c, struct __file * ) { Serial.write( c ); return c; } void printf_begin(void) { fdevopen( &serial_putc, 0 ); } void SensorRead(unsigned char addr,unsigned char* datbuf,unsigned char cnt) { unsigned short result=0; // step 1: instruct sensor to read echoes Wire.beginTransmission(82); // transmit to device #82 (0x52), you can also find this address using the i2c_scanner code // the address specified in the datasheet is 164 (0xa4) // but i2c adressing uses the high 7 bits so it's 82 Wire.write(byte(addr)); // sets distance data address (addr) Wire.endTransmission(); // stop transmitting // step 2: wait for readings to happen delay(1); // datasheet suggests at least 30uS // step 3: request reading from sensor Wire.requestFrom(82, cnt); // request cnt bytes from slave device #82 (0x52) // step 5: receive reading from sensor if (cnt <= Wire.available()) { // if two bytes were received *datbuf++ = Wire.read (); // receive high byte (overwrites previous reading) *datbuf++ = Wire.read (); // receive low byte as lower 8 bits } } int ReadDistance(){ SensorRead(0x00,i2c_rx_buf,2); lenth_val=i2c_rx_buf ; lenth_val=lenth_val<<8; lenth_val|=i2c_rx_buf ; delay(300); return lenth_val; } /* Smart Car Parking system Code * In this project the TOF10120 Laser Distance Sensor is used for measuring the distance. */ #include // Traffic LED Module interfacing with Arduino Uno or Arduino Nano int GND_PIN = 5; int RED_PIN = 4; int YELLOW_PIN = 3; int GREEN_PIN = 2; unsigned char ok_flag; unsigned char fail_flag; unsigned short lenth_val = 0; unsigned char i2c_rx_buf ; unsigned char dirsend_flag=0; int x_mm; // distance in millimeters float y_inches; // distance in inches void setup() { Wire.begin(); Serial.begin(9600,SERIAL_8N1); printf_begin(); pinMode(GND_PIN, OUTPUT); pinMode(RED_PIN, OUTPUT); pinMode(YELLOW_PIN, OUTPUT); pinMode(GREEN_PIN, OUTPUT); digitalWrite(GND_PIN, LOW); digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } void loop() { x_mm = ReadDistance(); // Serial.print(x_mm); // Serial.println(" mm"); // You can convert millimeters to inches in one of two ways: divide the number of millimeters by 25.4, or multiply the number of millimeters by 0.0394 y_inches = x_mm * 0.0394; // Serial.print(y_inches); // Serial.println(" inches"); 0) && (y_inches <= 3) ) { digitalWrite(RED_PIN, HIGH); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } 3) && (y_inches <= 6) ) { digitalWrite(RED_PIN, HIGH); delay(200); digitalWrite(RED_PIN, LOW); delay(200); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } 6) && (y_inches <= 10) ) { digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(YELLOW_PIN, HIGH); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } 10) && (y_inches <= 20) ) { digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH); } 20 ) { digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } if ( y_inches < 0 ) { digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); } } int serial_putc( char c, struct __file * ) { Serial.write( c ); return c; } void printf_begin(void) { fdevopen( &serial_putc, 0 ); } void SensorRead(unsigned char addr,unsigned char* datbuf,unsigned char cnt) { unsigned short result=0; // step 1: instruct sensor to read echoes Wire.beginTransmission(82); // transmit to device #82 (0x52), you can also find this address using the i2c_scanner code, which is available on electroniclinic.com // the address specified in the datasheet is 164 (0xa4) // but i2c adressing uses the high 7 bits so it's 82 Wire.write(byte(addr)); // sets distance data address (addr) Wire.endTransmission(); // stop transmitting // step 2: wait for readings to happen delay(1); // datasheet suggests at least 30uS // step 3: request reading from sensor Wire.requestFrom(82, cnt); // request cnt bytes from slave device #82 (0x52) // step 5: receive reading from sensor if (cnt <= Wire.available()) { // if two bytes were received *datbuf++ = Wire.read (); // receive high byte (overwrites previous reading) *datbuf++ = Wire.read (); // receive low byte as lower 8 bits } } int ReadDistance(){ SensorRead(0x00,i2c_rx_buf,2); lenth_val=i2c_rx_buf ; lenth_val=lenth_val<<8; lenth_val|=i2c_rx_buf ; delay(300); return lenth_val; } 上面是编程代码，前提是已经下载了 Wire.h 库文件，代码中的距离单位为英寸，欢迎实践和分享。

项目采用数字微波传感器和Arduino控制板，实现了一个人体探测系统，可探测到墙壁后方的活动物体。相较红外传感器、超声波传感器、PIR接近传感器和TOF飞行时间传感器方案，本项目对各种物体都敏感，而且传感器的数据不受室内温度的影响。 了解微波传感器 微波传感器是利用微波特性来检测一些物理量的器件，可感应物体的存在、运动速度、距离、角度等信息。 工作时，由发射天线发出的微波，遇到被测物体时将被吸收或反射，使功率发生变化。若利用接收天线接收通过被测物体或由被测物反射回来的微波，并将它转换成电信号，再由测量电路处理，就实现了微波检测。 结构上，微波传感器主要由微波振荡器和微波天线组成。微波振荡器是产生微波的装置，如速调管、磁控管或某些固体元件等。微波振荡器产生的振荡信号需用波导管传输，再通过天线发射出去。为了使发射的微波具有一致的方向性，天线应具有特殊的构造和形状。 相较PIR等，微波传感器性能不受光纤、温度、湿度、噪声、灰尘等影响，广泛应用于液位检测、自动洗衣机、车速测量、自动门运动检测、车辆倾覆、生产线材料检测、自动灯控、高阶安防警报系统等。 数字微波传感器V2.0 使用来自DFrobot的重力数字微波传感器V2.0，可非接触检测任何物体，其读数不受温度、湿度、噪声、空气、灰尘和光线的影响，具有较强的抗RF干扰能力，非常适合苛刻环境应用。由于输出功率小，对人体没有伤害，加上检测范围宽，还可用来检测非生命类物体。 主要特点包括： 工作电压：5V 工作电流：最大60mA，典型值为37mA。 探测距离：2－16米，可通过电位器调节。 探测角度：与天线并行方向72°，垂直方向为36°。 发射： 辐射频率: 10.525GHz 调频精度: 3MHz 输出功率(Minimum): 13dBm EIRP 谐波辐射: <-10dBm 平均电流: 2mA typ. 脉冲宽度(Min.): 5uSec 负荷周期(Min.): 1% 接收:　敏感度(10dB信噪比) 3Hz to 80Hz带宽: -86dBm 3Hz to 80Hz 带宽簇: 10uV 天线增益: 8dBi 垂直3dB宽带: 36 degrees 红色LED为电源指示灯，黄色为信号指示LED。没有活动物体时间。由于没有信号，LED保持熄灭状态，只有传感器检测到活动物体时点亮。 黄色PCB为天线接口板，红色引线为5V，黑色线为GND，绿色线为输出。 微波传感器测试 微波传感器光线的“ON”持续时间可按照需求进行改变，采用更高阶微波传感器可获得更高级的性能体验。 项目要求每隔3秒，就通过OLED显示模块显示一下发生中断的数目。这些中断只在出现移动物体，或者人体时才发生，数字越大意味着运动越多。 微波传感器的探测距离为2－16米，模块上的蓝色电位器就是用来调节测量距离的。 为了测试传感器的性能，我将其固定在房门上，安装时要将微波传感器的正面朝向被检测区域，看看能否检测到弟弟的活动。 果然，传感器成功检测到了房间里的弟弟。 构建人体探测系统 该系统可探测躲藏于墙壁后方的运动物体及人类，参见该探测系统电路图。 系统中，微波传感器的输出引脚连接于D2开发板的D2引脚，5v及GND两个引脚分别连接于Arduino的5v和GND引脚。 电路图左上侧是基于LM7805稳压器的5V稳定电压，J1是DC电源的母头。这里，我们连接了一个12v适配器、锂离子电池，或者太阳能电池板。 电路图右侧为一个i2c接口的SSD1306 OLED模块，其SCL引脚和SDA引脚分别链接于Arduino板子的A5、A4引脚。 以下是本活体探测系统代码： #include #include //Timer interrupt function library #include #include #define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels #define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels // Declaration for an SSD1306 display connected to I2C (SDA, SCL pins) #define OLED_RESET -1 // Reset pin # (or -1 if sharing Arduino reset pin) #define SCREEN_ADDRESS 0x3D Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET); int pbIn = 0; // Define interrupt 0 that is digital pin 2 int ledOut = 13; // Define the indicator LED pin digital pin 13 int number=0; //Interrupt times volatile int state = LOW; // Defines the indicator LED state, the default is not bright void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(ledOut, OUTPUT);// attachInterrupt(pbIn, stateChange, FALLING); // Set the interrupt function, interrupt pin is digital pin D2, //interrupt service function is stateChange (), //when the D2 power change from high to low , the trigger interrupt. MsTimer2::set(3000, Handle); // Set the timer interrupt function, running once Handle() function per 1000ms MsTimer2::start();//Start timer interrupt function display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); display.clearDisplay(); display.display(); } void loop() { display.setTextSize(2); display.setTextColor(WHITE); display.setCursor(0,5); display.println("status: "); display.setTextSize(3); display.setTextColor(WHITE); display.setCursor(0,30); display.println(number); display.display(); display.clearDisplay(); delay(10); } void stateChange() //Interrupt service function { number++; //Interrupted once, the number + 1 } void Handle() //Timer service function { number = 0; } 这样，将电路安装于墙壁上，微波传感器系统就能探测到墙壁的另一方是否有人在活动，并将结果显示在OLED显示屏上。