# 不配主板_不需编程_教程
## 课程
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### 项目01 点亮LED
#### 1. 项目介绍：
在这个项目中，我们将向你展示点亮LED。我们不使用任意主板，也不编程，直接使用外接电源供电使LED被点亮。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|面包板*1|红色LED*1|
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|220Ω电阻*1|面包板连接线*2|电源适配器*1|
#### 3. 元件知识：
**（1）LED**
LED是一种被称为“发光二极管”的半导体，是一种由半导体材料(硅、硒、锗等)制成的电子器件。它有正极和负极。短腿为负极，接GND，长腿为正极，接3.3V或5V。
**（2）五色环电阻**
电阻是电路中限制或调节电流流动的电子元件。左边是电阻器的外观，右边是电阻在电路中表示的符号。电阻(R)的单位为欧姆(Ω)，1 mΩ= 1000 kΩ，1kΩ= 1000Ω。
我们可以使用电阻来保护敏感组件，如LED。电阻的强度（以Ω为单位）用小色环标记在电阻器的主体上。每种颜色代表一个数字，你可以用电阻对照卡查找。
在这个套件中，我们提供了2个具有不同电阻值的五色环电阻。这里以2个五色环电阻为例：
220Ω电阻×10
1KΩ电阻×10
在相同的电压下，会有更小的电流和更大的电阻。电流、电压、电阻之间的联系可以用公式表示：I=U/R。在下图中，目前通过R1的电流: I = U / R = 3 V / 10 KΩ= 0.0003A= 0.3mA。
不要把电阻值很低的电阻直接连接在电源两极，这样会使电流过高而损坏电子元件。电阻是没有正负极之分。
**（3）面包板**
面包板是实验室中用于搭接电路的重要工具。面包板上有许多孔，可以插入集成电路和电阻等电路元件。熟练掌握面包板的使用方法是提高实验效率，减少实验故障出现几率的重要基础之一。下面就面包板的结构和使用方法做简单介绍。一个典型的面包板如下所示：
面包板的外观和内部结构如上图所示，常见的最小单元面包板分上、中、下三部分，上面和下面部分一般是由一行或两行的插孔构成的窄条，中间部分是由中间一条隔离凹槽和上下各5 行的插孔构成的条。
在面包板的两个窄条分别有两行插孔，两行之间是不连通的，一般是作为电源引入的通路。上方第一行标有“+”的一行有10组插孔（内部都是连通），均为正极；上方第二行标有“-”的一行有10组插孔，（内部都是连通），均为接地。面包板下方的第一行与第二行结构同上。如需用到整个面包板，通常将“+”与“+”用导线连接起来，“-”与“-”用导线连接起来。
中间部分宽条是由中间一条隔离凹槽和上下各5 行的插孔构成。在同一列中的5 个插孔是互相连通的，列和列之间以及凹槽上下部分则是不连通的。外观及结构如下图：
中间部分宽条的连接孔分为上下两部分，是面包板的主工作区，用来插接原件和面包板连接线。在同一列中的5个插孔（即a-b-c-d-e，f-g-h-i-j）是互相连通的；列和列之间以及凹槽上下部分是不连通的。在做实验的时候，通常是使用两窄一宽组成的小单元，在宽条部分搭接电路的主体部分，上面的窄条取一行做电源，下面的窄条取一行做接地。中间宽条用于连接电路，由于凹槽上下是不连通的，所以集成块一般跨插在凹槽上。
**（4）面包板专用电源模块**
说明：
这个是面包板专用电源模块，它兼容5V和3.3V， 适用于MB102面包板 。模块包含左右两路独立控制，一路通过USB供电 ，输出电压恒定为DC 5V；另一路供电DC 7-12V，输出电压由拨码开关控制，分别为DC 5V 和DC 3.3V。
如果在另一路供电DC 7-12V，当拨码开关拨到 +5V 端，模块左右两路输出电压都为DC 5V；当拨码开关拨到+3V端，模块的USB供电端输出电压为DC 5V，另一路供电DC 7-12V端输出电压为DC 3.3V。
规格：
适用：MB102面包板
输入电压：DC7-12V或USB供电
输出电压：3.3V、5V可切换
最大输出电流：<700mA
左右两路独立控制，其中一路可切换为3.3V、5V
板载两组直流输出插针，方便外部引出使用
#### 4. 外接电源供电：
**特别注意：** 使用家庭用电。
#### 5. 项目接线图与现象：
按照接线图正确接好各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：LED灯被点亮。
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### 项目02 LED闪烁
#### 1. 项目介绍：
在这个项目中，我们将向你展示LED闪烁效果。我们不使用任意主板，也不编程，直接使用外接电源供电使它闪烁。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|面包板*1|红色LED*1|
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|220Ω电阻*1|面包板连接线*2|电源适配器*1|
#### 3. 项目接线图与现象：
按照接线图正确接好各元器件且电阻的一端通过线材连接到电源正极，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：电路中的LED灯被点亮。
按照接线图正确接好部分各元器件且电阻的一端未通过线材连接到电源正极，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，将红线的一端未插入面包板的电源正极（即：没有电压电流），如下图所示。可以看到的现象是：电路中的LED灯不亮。
重复上面的操作，可以看到的现象是：电路中的LED不断地闪烁。
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### 项目03 有源蜂鸣器
#### 1. 项目介绍：
有源蜂鸣器模块上有一个发声元件----有源蜂鸣器。它被广泛用作电脑、打印机、报警器、电子玩具、电话、计时器等的发声元件。它有一个内在的振动源，需连接3.3V~5V电源，即可持续发出嗡嗡声。在这个项目中，我们不使用任意主板，也不编程，直接使用外接电源供电使有源蜂鸣器发出鸣叫声。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|有源蜂鸣器模块*1|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|
#### 3. 元件知识：
注意：本教程使用的是有源蜂鸣器。
有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的“源”不是指电源，而是指震荡源。
**有源蜂鸣器**：内部自带震荡源，所以一触发就能发声，发声频率固定。有源蜂鸣器的优点是程序控制方便，声压高。有源自激型蜂鸣器工作发声原理如下：直流电源输入经过振荡系统的放大和取样电路在谐振装置作用下产生声音信号。
**模块参数：**
工作电压: DC 3.3 ~ 5V
工作温度：-10°C ~ +50°C
控制信号：数字信号
尺寸：32 mm x 23.8 mm x 12.3 mm
定位孔大小：直径为 4.8 mm
**无源蜂鸣器**: 内部不带震荡源，如果直接通直流电信号无源蜂鸣器是没有声音的，因为磁路恒定，振动膜片一直处在吸附状态，不能振动发音。根据不同需求，一般我们通过方波去驱动，然后通过更换方波的频率来实现不同音效。
**总结：有源蜂鸣器内部带震荡源，发声频率固定。无源内部不带震荡源，通过方波去驱动，发音频率可改变。**
#### 4. 项目接线图与现象：
按照接线图正确接好模块，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：有源蜂鸣器发出鸣叫声。
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### 项目04 继电器控制LED
#### 1. 项目介绍：
在日常生活中，我们一般使用交流来驱动电气设备，有时我们会用开关来控制电器。如果将开关直接连接到交流电路上，一旦发生漏电，人就有危险。从安全的角度考虑，我们特别设计了这款具有NO(常开)端和NC(常闭)端的继电器模块。在这节课我们将学习一个比较特殊、好用的开关，就是继电器模块，使用继电器模块控制LED灯亮灭。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|面包板*1|继电器模块*1|红色LED*1|一字螺丝刀*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干| |
#### 3. 元件知识：
**继电器：** 继电器能兼容多种单片机控制板，是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。它可以让单片机控制板驱动3A以下负载，如LED灯带、直流马达、微型水泵、电磁阀可插拔式接口设计，方便使用。继电器有3个接线柱用于外接电路，分别为NO、COM和NC端（背后丝印）。
**模块参数:**
工作电压: DC 5V
工作电流: 50 mA
最大功率: 0.25 W
控制信号: 数字信号
触电电流: 小于 3 A
工作温度：-10°C ~ +50°C
尺寸：47.6mm x 23.8mm x 19mm
定位孔大小：直径为4.8mm
**模块原理图:**
一个继电器拥有一个动触点以及两个静触点A和B。
当开关K断开时，继电器线路无电流通过，此时动触点与静触点B相接触，上半部分的电路导通。静触点B被称为常闭触点（NC）。常闭——NC（normal close）通常情况下是关合状态，即线圈未得电的情况下闭合的。
当开关K闭合时，继电器电路通过电流产生磁力，此时动触点与静触点A相接触，下半部分电路导通。静触点A被称为常开触点（NO）。常开——NO（normal open）通常情况下是断开状态，即线圈未得电的情况下断开的。
而动触点也被称为公共触点（COM）。
继电器简单来说就是一个开关，VCC表示电源正极、GND表示电源负极、IN表示信号输入脚，COM表示公共端，NC（normal close）表示常闭端，NO(normal open)表示常开端。
#### 4. 项目接线图与现象：
**特别注意：** 接线前，需要用一字螺丝刀将继电器模块的NO端口和COM端口处的螺丝扭松，将面包板连接线的一端插入NO端口和COM端口处；接好线后，再用一字螺丝刀将NO端口和COM端口处的螺丝扭紧。
按照接线图正确接好模块和各元器件且继电器模块的S引脚通过线材连接到电源正极，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：继电器将吸合，同时可以听到继电器吸合的声音，还可以看到继电器上的指示灯点亮，LED灯也被点亮。
按照接线图正确接好部分线且继电器模块的S引脚未通过线材连接到电源正极，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：继电器将断开，同时可以听到继电器断开的声音，还可以看到继电器上的指示灯不亮，LED灯也不亮。
重复上面的操作，可以看到的现象是：继电器将循环吸合与断开，LED灯被点亮与熄灭。同时可以听到继电器吸合与断开的声音，还可以看到继电器上的指示灯指示状态的变化。
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### 项目05 人体红外热释传感器控制LED
#### 1. 项目介绍：
在本项目中，我们先学习了人体红外热释传感器的工作原理及相关知识，然后我们将人体红外热释传感器和LED灯组合实验，实现人体红外热释传感器检测到附近有人经过时外接LED灯点亮的效果。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|面包板*1|人体红外热释传感器模块*1|红色LED*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
#### 3. 元件知识：
**人体红外热释传感器:** 它主要由一个RE200B-P传感器元件组成。它是一款基于热释电效应的人体热释运动传感器，能检测到人体或动物身上发出的红外线，配合菲涅尔透镜能使传感器探测范围更远更广。
**模块参数:**
工作电压: DC 3.3V ~ 5V
工作电流: 3.6MA
最大功率: 0.018W
输出信号: 数字信号
触发方式: L 不可重复触发/H 重复触发
探测距离: ≤5m
视野角度: Y = 90°，X = 110°（视野角度为理论数值）
工作温度：-10°C ~ +50°C
尺寸：32mm x 23.8mm x 7.4mm
定位孔大小：直径为4.8mm
**模块原理图:**
这个模块的原理图可能较前面的模块稍复杂，我们一部分一部分来看。先看电压转换部分，作用是将5V输入电压转换为3.3V输入电压。因为我们模块上用到的人体热释电红外传感器的工作电压是3.3V，不能直接用5V电压供电使用。有了这个电压转换部分，3.3V输入电压和5V输入电压都适用于此热释电红外传感器。
当红外热释传感器没有检测到红外信号时，红外热释传感器的1脚输出低电平，此时模块上的LED两端有电压差，有电流流过，LED被点亮，MOS管Q1导通（Q1是NPN MOS管，型号为2N7002。由于红外热释传感器的1脚输出低电平，所以Q1的源极Vs=0，而Q1的栅极Vg=3.3V，于是Q1的栅极G和Q1的源极S之间的电压 Vgs = 3.3V 大于Q1的阈值电压 2.5V，Q1导通。），信号端S检测到低电平。
当红外热释传感器检测到红外信号时，红外热释传感器模块的1脚输出高电平，此时模块上的LED熄灭，MOS管Q1不导通，则信号端S检测到被10K上拉电阻R5拉高的高电平。
#### 4. 项目接线图与现象：
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：当人体红外热释传感器检测到附近有人在运动时，传感器模块上的红灯灭，外接LED灯被点亮。
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：当人体红外热释传感器未检测到附近有人在运动时，传感器模块上的红灯灭，外接LED灯不亮。
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### 项目06 避障传感器控制LED
#### 1. 项目介绍：
在本项目中，我们先学习了避障传感器的工作原理及相关知识，然后我们将避障传感器和LED灯组合实验，实现避障传感器检测到障碍物时外接LED灯不亮，未检测到障碍物时外接LED灯点亮的效果。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|面包板*1|避障传感器模块*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|
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|红色LED*1|面包板连接线若干| 一字螺丝刀*1|
#### 3. 元件知识：
**避障传感器:** 它主要由一对红外线发射管与接收管元件组成。当传感器感应到物体时信号端S输出0，未感应到时信号端S输出1。它可通过调节电位器用来调节感应灵敏度，它感应速度快，适合智能小车避障、黑白线循迹、防跌落，产品计数器，流水线切割，液位检测等。
**模块参数:**
工作电压: DC 3.3 ~ 5V
工作电流: 6.8MA
最大功率: 0.034W
静态电流: <50 uA
最大检测距离: 173mm
工作温度：-10°C ~ +50°C
输出信号: 数字信号
感应距离: 2 ~ 40 cm
尺寸：32mm x 23.8mm x 11mm
定位孔大小：直径为4.8mm
**模块原理图:**
NE555时基电路提供给发射管TX发射出一定频率的红外信号，红外信号会随着传送距离的加大逐渐衰减，如果遇到障碍物，就会形成红外反射。当检测方向RX遇到反射回来的信号比较弱时，接收检测引脚输出高电平，说明障碍物比较远；当反射回来的信号比较强，接收检测引脚输出低电平，说明障碍物比较近，此时指示灯亮起。传感器上有两个电位器，一个用于调节发送功率，一个用于调节接收频率，通过调节两个电位器，我们可以调节它的有效距离。
#### 4. 项目接线图与现象：
按照接线图正确接好模块和各元器件，接着开始调节传感器模块上的两个电位器感应距离。避障传感器上有两个电位器，分别是接收频率调节电位器和发射功率调节电位器，如下图所示：
先使用一字螺丝刀调节发射功率调节电位器，先将电位器顺时针拧到尽头，然后逆时针慢慢往回调，当调节到SLED灯亮起时，微调使传感器上SLED灯介于亮与不亮之间的**不亮**状态。
接着设置接收频率调节电位器，同样将电位器顺时针拧到尽头，然后逆时针慢慢往回调，当SLED灯亮起时，微调使传感器上SLED灯介于亮与不亮之间的**不亮**状态，此时能检测障碍物的距离最长。
外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：当传感器未检测到障碍物时，模块上的SLED灯不亮，但是外接LED灯被点亮。
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：当传感器检测到障碍物时，模块上的SLED灯点亮，但是外接LED灯不亮。
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### 项目07 电容触摸传感器控制LED
#### 1. 项目介绍：
在本项目中，我们先学习了电容触摸传感器的工作原理及相关知识，然后我们将电容触摸传感器和LED灯组合实验，实现电容触摸传感器模块上的感应区感应到触摸时LED灯点亮的效果。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|面包板*1|电容触摸传感器模块*1|红色LED*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
#### 3. 元件知识：
**电容触摸传感器:** 它主要由1个触摸检测芯片 TTP223-BA6 构成。模块上提供一个触摸按键，功能是用可变面积的按键取代传统按键。当我们上电之后，传感器需要约0.5秒的稳定时间，此时间段内不要触摸按键，此时所有功能都被禁止，始终进行自校准，校准周期约为4秒。
**模块参数:**
工作电压：DC 3.3 ~ 5V
工作电流：3MA
最大功率：0.015W
工作温度：-10°C ~ +50°C
输出信号：数字信号
尺寸：32 mm x 23.8 mm x 9 mm
定位孔大小：直径为 4.8 mm
**模块原理图:**
TTP223N-BA6 的输出通过 AHLB（4）引脚选择高电平或低电平有效，通过 TOG（6）引脚选择直接模式或触发模式。
| TOG | AHLB | 引脚Q的功能 |
| ---- | ---- | --------------------- |
| 0 | 0 | 直接模式，高电平有效 |
| 0 | 1 | 直接模式，低电平有效 |
| 1 | 0 | 触发模式，上电状态为0 |
| 1 | 1 | 触发模式，上电状态为1 |
从原理图我们可以知道 TOG 脚和 AHLB 脚是悬空的，此时输出为直接模式，高电平有效。
当我们用手指触摸电容触摸传感器模块上的感应区时，信号端 S 输出高电平，板载红色LED点亮。我们通过读取模块上 S 端的高低电平，来判断电容触摸模块上的感应区是否感应到触摸。
#### 4. 项目接线图与现象：
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：当电容触摸传感器模块上的感应区感应到触摸时，板载红色LED灯点亮，同时外接LED灯被点亮。
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：当电容触摸传感器模块上的感应区未感应到触摸时，板载红色LED灯不亮，外接LED灯不亮。
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### 项目08 光敏传感器控制LED
#### 1. 项目介绍：
在本项目中，我们先学习了光敏传感器的工作原理及相关知识，然后我们将光敏传感器和LED灯组合实验，实现光敏传感器控制LED灯点亮的效果。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|面包板*1|光敏传感器模块*1|红色LED*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
#### 3. 元件知识：
**光敏传感器:** 是一个常用的光敏电阻传感器，它主要由一个光敏电阻元件组成。光敏电阻元件的阻值随着光照强度的变化而变化，此传感器就是利用光敏电阻元件这一特性，设计电路将阻值变化转换为电压变化。光敏电阻传感器可以模拟人对环境光线的强度的判断，方便做出与人友好互动的应用。
**模块参数:**
工作电压: DC 3.3 ~ 5V
工作电流: 0.2MA
最大功率: 0.001W
光谱峰值: 540nm
亮电阻: 5~10千欧
暗电阻: 0.5兆欧
工作温度：-10°C ~ +50°C
输出信号: 模拟信号
尺寸：32 mm x 23.8 mm x 7.4 mm
定位孔大小：直径为 4.8 mm
**模块原理图:**
当没有光照射时，电阻大小为0.2 MΩ，光敏电阻的信号端（2脚）检测的电压接近0。随着光照强度增大，光敏传感器的电阻值越来越小，所以信号端能检测到的电压越来越大，模拟值也越来越大。
#### 4. 项目接线图与现象：
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。
当使用手机的照明灯对着光敏传感器模块上的光敏电阻照射，光敏传感器检测到光照强度非常强时，LED灯被点亮。
当光敏传感器检测到光照强度比较弱（即：光敏传感器处于黑暗环境）时，LED灯不亮。
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### 项目09 水滴传感器控制LED
#### 1. 项目介绍：
在本项目中，我们先学习了水滴传感器的工作原理及相关知识，然后我们将水滴传感器和LED灯组合实验，实现水滴传感器控制LED灯点亮的效果。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|面包板*1|水滴传感器模块*1|红色LED*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
#### 3. 元件知识：
**水滴传感器:** 是一个模拟（数字）输入模块，也叫雨水、雨量传感器。可用于各种天气状况的监测，检测是否下雨及雨量的大小，转成模拟信号（AO）输出，并广泛应用于各种天气状况的监测，也可用于汽车自动刮水系统、智能灯光系统和智能天窗系统等。
**模块参数:**
工作电压: DC 3.3 ~ 5V
工作电流: 1.5MA
最大功率: 0.0075W
工作温度：-10°C ~ +50°C
输出信号: 模拟信号
尺寸：32 mm x 23.8 mm x 9.3 mm
定位孔大小：直径为 4.8 mm
**模块原理图:**
水滴传感器通过电路板上裸露的印刷平行线检测水量的大小。水量越多，就会有更多的导线被联通，随着导电的接触面积增大，雨滴感应区 2 脚输出的电压就会逐步上升。信号端 S 检测到的模拟值就越大。除了可以检测水量的大小，它还可以检测空气中的水蒸气。
#### 4. 项目接线图与现象：
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。
在水滴传感器模块上的感应区滴几滴水（**小心用水，注意不要滴到感应区以外的其他任何地方。**），使感应区全部被水覆盖，当水滴传感器检测到水量很大时，LED灯被点亮。
当没有在水滴传感器模块上的感应区滴水或将感应区的水擦干净时，LED灯不亮。
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### 项目10 声音传感器控制LED
#### 1. 项目介绍：
在本项目中，我们先学习了声音传感器的工作原理及相关知识，然后我们将声音传感器和LED灯组合实验，实现声音传感器控制LED灯点亮的效果。
#### 2. 项目元件：
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| :--: | :--: | :--: |:--: |
|面包板专用电源模块*1|面包板*1|声音传感器模块*1|红色LED*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
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|NPN晶体管（S8050）*1| 1KΩ电阻*1|一字螺丝刀*1| |
#### 3. 元件知识：
**声音传感器:** 声音传感器通常用于检测周围环境中的声音响度。微型控制板可以通过模拟输入接口采集其输出信号。S引脚是模拟输出，是麦克风电压信号的实时输出。传感器附带一个电位器，这样你就可以调整信号强度。你可以使用它来制作一些交互式作品，如语音操作的开关等。
**模块参数:**
工作电压: DC 3.3 ~ 5V
工作电流: 1.5MA
最大功率: 0.075W
工作温度：-10°C ~ +50°C
输出信号: 模拟信号
尺寸：32 mm x 23.8 mm x 10.3 mm
定位孔大小：直径为 4.8 mm
**模块原理图:**
声音传感器主要由一个高感度麦克风元件和LM386音频功率放大器芯片组成。高感度麦克风元件用于检测外界的声音。利用LM386音频功率放大器芯片设计对高感度麦克风检测到的声音进行放大的电路，最大倍数为200倍。使用时我们可以通过旋转传感器上电位器，调节声音的放大倍数。顺时针调节电位器到尽头，放大倍数最大。
**晶体管:** 全称:半导体晶体管，是一种控制电流的半导体器件。晶体管可以用来放大微弱信号，也可以用作开关。它有三个电极(pin)：基极(B)，集电极(C)和发射极(E)。当电流通过“BE”之间时，“CE”将允许几倍的电流通过(晶体管放大)，此时，晶体管在放大区工作。当“BE”之间的电流超过某个值时，“CE”将不再允许电流增加，此时晶体管工作在饱和区。
晶体管有两种类型如下所示：PNP和NPN
**特别注意：** 在我们的套件中，只提供NPN晶体管，NPN晶体管标记为S8050。
基于晶体管的特性，它常被用作数字电路中的开关。由于单片机输出电流的能力很弱，我们将使用晶体管来放大电流和驱动大电流的元件。在使用NPN晶体管驱动LED灯时，通常采用以下方法：如果Pin输出高电平，电流将流过R1，晶体管将传导，LED灯将被点亮。如果Pin输出低电平，没有电流流过R1，晶体管就不会传导，LED灯不会被点亮。
#### 4. 项目接线图与现象：
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端或 +3V 端**，如下图所示。
当对准模块上的MIC头大声说话（或大呼气）时，可以看到外接LED灯被点亮。（ **注意：如果声音变化对应的模拟值没有变化并且一直都是数字0，需要用一字螺丝刀顺时针旋转电位器来调节。** ）
当没有对准模块上的MIC头说话（或呼气）时，可以看到外接LED灯不亮。
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### 项目11 火焰传感器控制LED
#### 1. 项目介绍：
在本项目中，我们先学习了火焰传感器的工作原理及相关知识，然后我们将火焰传感器和LED灯组合实验，实现火焰传感器检测到火焰时LED灯不亮，未检测到火焰时LED灯点亮的效果。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|面包板*1|火焰传感器模块*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|
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|红色LED*1|面包板连接线若干| 一字螺丝刀*1|
#### 3. 元件知识：
**火焰传感器:** 它对火焰光谱特别灵敏，且灵敏度可调。性能稳定，是救火机器人的必备部件。火焰传感器上有一个远红外火焰探头，起着非常重要的作用，它可以用作机器人的眼睛来寻找火源或足球。利用它可以制作灭火机器人、足球机器人等。
**模块参数:**
工作电压: DC 3.3 ~ 5V
工作电流: 1.2MA
最大功率: 0.006W
感应距离: 0~60mm
输出信号：模拟信号和数字信号
工作温度：-10°C ~ +50°C
尺寸：32 mm x 23.8 mm x 9.2 mm
定位孔大小：直径为 4.8 mm
**模块原理图:**
红外火焰传感器能够探测到波长在700纳米～1000纳米范围内的红外光，探测角度为60，其中红外光波长在880纳米附近时，其灵敏度达到最大。从电路原理图我们可以看到，上电后红色LED2先点亮，红色LED1处于熄灭状态，检测到火焰时，数字信号端D0输出低电平，红色LED1将点亮。红外火焰探头将外界红外光的强弱变化转化为电流的变化，通过A/D转换器反映为0～255范围内数值的变化。外界红外光越强，数值越小；红外光越弱，数值越大。
#### 4. 项目接线图与现象：
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端**，此时火焰传感器上的红色LED2点亮。使用一字螺丝刀旋转火焰传感器上的电位器，微调使传感器上红色LED1灯介于亮与不亮之间的**不亮**状态。
当火焰传感器未检测到火焰时，如下图所示。可以看到传感器上的红色LED1灯不亮，但是外接LED灯点亮。
当火焰传感器检测到附近火焰时，如下图所示。可以看到传感器上的红色LED1灯点亮，但是外接LED灯不亮。
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### 项目12 烟雾或可燃性气体控制LED
#### 1. 项目介绍：
在本项目中，我们先学习了模拟气体(MQ-2)传感器的工作原理及相关知识，然后我们将模拟气体(MQ-2)传感器和LED灯组合实验，实现模拟气体(MQ-2)传感器检测到烟雾或可燃性气体时LED灯不亮，未检测到烟雾或可燃性气体时LED灯点亮的效果。
#### 2. 项目元件：
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| :--: | :--: | :--: |
|面包板专用电源模块*1|面包板*1|模拟气体(MQ-2)传感器模块*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|
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|红色LED*1|面包板连接线若干| 一字螺丝刀*1|
#### 3. 元件知识：
**模拟气体(MQ-2)传感器:** 它主要用到了MQ-2 可燃气体、烟雾传感器元件。该元件所使用的气敏材料是在清新空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。该传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。它可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。
**模块参数:**
工作电压 : DC 3.3 ~ 5V
工作电流 : 100 mA
最大功率 : 0.5 W
输出信号 ：模拟信号和数字信号
工作温度 ：-10°C ~ +50°C
尺寸 ：47.6 mm x 23.8 mm x 17.9 mm
定位孔大小：直径为 4.8 mm
**模块原理图:**
模拟气体(MQ-2)传感器与烟雾接触时，晶粒间界处的势垒受到烟雾的浓度变化而变化，就会引起表面导电率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息，烟雾的浓度越大，导电率越大，输出电阻越低，则输出的模拟信号就越大。
使用时，A 端读取对应气体的模拟值；D 端连接一个LM393芯片（电压比较器），我们可以通过电位器调节测量气体报警临界点，在 D 端输出数字值。当测量气体含量超过临界点时，D 端输出低电平；测量气体含量没超过临界点时，D 端输出高电平。
#### 4. 项目接线图与现象：
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端**，此时模拟气体(MQ-2)传感器上的电源指示灯点亮。使用一字螺丝刀旋转模拟气体(MQ-2)传感器上的电位器，微调使传感器上红色LED灯介于亮与不亮之间的**不亮**状态。如下图所示：
当传感器未检测到烟雾或可燃性气体时，如下图所示。可以看到传感器上的红色LED灯不亮，但是外接LED灯点亮。
当传感器检测到烟雾或可燃性气体时，如下图所示。可以看到传感器上的红色LED灯点亮，但是外接LED灯不亮。
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### 项目13 人体感应报警系统
#### 1. 项目介绍：
前面的项目中我们已经学习了人体红外热释传感器的工作原理和人体红外热释传感器控制LED灯点亮的效果。那么，在本项目中，我们将结合人体红外热释传感器、继电器模块、有源蜂鸣器模块和LED灯来模拟人体感应报警系统。
#### 2. 项目元件：
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| :--: | :--: | :--: |:--: |
|面包板专用电源模块*1|面包板*1|人体红外热释传感器模块*1|有源蜂鸣器模块*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
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|红色LED*1|继电器模块*1|一字螺丝刀*1| 母对母杜邦线若干|
#### 3. 项目接线图与现象：
**特别注意：** 接线前，需要用一字螺丝刀将继电器模块的NO端口和COM端口处的螺丝扭松，将面包板连接线的一端插入NO端口和COM端口处；接好线后，再用一字螺丝刀将NO端口和COM端口处的螺丝扭紧。
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：当人体红外热释传感器检测到附近有人经过时，人体红外热释传感器模块上的红灯灭，继电器将吸合，同时可以听到继电器吸合的声音，还可以看到继电器上的指示灯点亮，有源蜂鸣器发出警报，外接LED灯也被点亮。
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### 项目14 障碍物检测报警系统
#### 1. 项目介绍：
前面的项目中我们已经学习了避障传感器的工作原理和避障传感器控制LED灯点亮的效果。那么，在本项目中，我们将结合避障传感器、继电器模块、有源蜂鸣器模块和LED灯来模拟障碍物检测报警系统。
#### 2. 项目元件：
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| :--: | :--: | :--: |:--: |
|面包板专用电源模块*1|面包板*1|避障传感器模块*1|有源蜂鸣器模块*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
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|红色LED*1|继电器模块*1|一字螺丝刀*1| 母对母杜邦线若干|
#### 3. 项目接线图与现象：
**特别注意：** 接线前，需要用一字螺丝刀将继电器模块的NO端口和COM端口处的螺丝扭松，将面包板连接线的一端插入NC端口和COM端口处；接好线后，再用一字螺丝刀将NC端口和COM端口处的螺丝扭紧。
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：当避障传感器检测到障碍物时，可以看到继电器上的指示灯点熄灭，同时有源蜂鸣器发出警报，外接LED灯也被点亮。
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### 项目15 触摸检测报警系统
#### 1. 项目介绍：
前面的项目中我们已经学习了电容触摸传感器的工作原理和电容触摸传感器控制LED灯点亮的效果。那么，在本项目中，我们将结合电容触摸传感器、继电器模块、有源蜂鸣器模块和LED灯来模拟触摸检测报警系统。
#### 2. 项目元件：
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| :--: | :--: | :--: |:--: |
|面包板专用电源模块*1|面包板*1|电容触摸传感器模块*1|有源蜂鸣器模块*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
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|红色LED*1|继电器模块*1|一字螺丝刀*1| 母对母杜邦线若干|
#### 3. 项目接线图与现象：
**特别注意：** 接线前，需要用一字螺丝刀将继电器模块的NO端口和COM端口处的螺丝扭松，将面包板连接线的一端插入NO端口和COM端口处；接好线后，再用一字螺丝刀将NO端口和COM端口处的螺丝扭紧。
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：用手指触摸电容触摸传感器模块上的感应区时，模块上的板载红色LED灯点亮，继电器将吸合，同时可以听到继电器吸合的声音，还可以看到继电器上的指示灯点亮，有源蜂鸣器发出警报，外接LED灯也被点亮。
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### 项目16 光线检测报警系统
#### 1. 项目介绍：
前面的项目中我们已经学习了光敏传感器的工作原理和光敏传感器控制LED灯点亮的效果。那么，在本项目中，我们将结合光敏传感器、继电器模块、有源蜂鸣器模块和LED灯来模拟光线检测报警系统。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|面包板*1|光敏传感器模块*1|有源蜂鸣器模块*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
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|红色LED*1|继电器模块*1|一字螺丝刀*1| 母对母杜邦线若干|
#### 3. 项目接线图与现象：
**特别注意：** 接线前，需要用一字螺丝刀将继电器模块的NO端口和COM端口处的螺丝扭松，将面包板连接线的一端插入NO端口和COM端口处；接好线后，再用一字螺丝刀将NO端口和COM端口处的螺丝扭紧。
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：使用手机的照明灯对着光敏传感器模块上的光敏电阻照射，当光敏传感器检测到光照强度非常强时，继电器将吸合，同时可以听到继电器吸合的声音，还可以看到继电器上的指示灯点亮，有源蜂鸣器发出警报，外接LED灯也被点亮。
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### 项目17 水滴检测报警系统
#### 1. 项目介绍：
前面的项目中我们已经学习了水滴传感器的工作原理和水滴传感器控制LED灯点亮的效果。那么，在本项目中，我们将结合水滴传感器、继电器模块、有源蜂鸣器模块和LED灯来模拟水滴检测报警系统。
#### 2. 项目元件：
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| :--: | :--: | :--: |:--: |
|面包板专用电源模块*1|面包板*1|水滴传感器模块*1|有源蜂鸣器模块*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
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|红色LED*1|继电器模块*1|一字螺丝刀*1| 母对母杜邦线若干|
#### 3. 项目接线图与现象：
**特别注意：** 接线前，需要用一字螺丝刀将继电器模块的NO端口和COM端口处的螺丝扭松，将面包板连接线的一端插入NO端口和COM端口处；接好线后，再用一字螺丝刀将NO端口和COM端口处的螺丝扭紧。
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端**，如下图所示。可以看到的现象是：在水滴传感器模块上的感应区滴几滴水，使感应区全部被水覆盖，当水滴传感器检测到水量很大时，继电器将吸合，同时可以听到继电器吸合的声音，还可以看到继电器上的指示灯点亮，有源蜂鸣器发出警报，外接LED灯也被点亮。
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### 项目18 火焰检测报警系统
#### 1. 项目介绍：
前面的项目中我们已经学习了火焰传感器的工作原理和火焰传感器控制LED灯点亮的效果。那么，在本项目中，我们将结合火焰传感器、继电器模块、有源蜂鸣器模块和LED灯来模拟火焰检测报警系统。
#### 2. 项目元件：
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|面包板专用电源模块*1|面包板*1|火焰传感器模块*1|有源蜂鸣器模块*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
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|红色LED*1|继电器模块*1|一字螺丝刀*1|母对母杜邦线若干 |
#### 3. 项目接线图与现象：
**特别注意：** 接线前，需要用一字螺丝刀将继电器模块的NO端口和COM端口处的螺丝扭松，将面包板连接线的一端插入NC端口和COM端口处；接好线后，再用一字螺丝刀将NC端口和COM端口处的螺丝扭紧。
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端**，如下图所示。看到的现象是：用火焰靠近火焰传感器，当火焰传感器检测到附近有火焰时，可以看到继电器上的指示灯熄灭，同时有源蜂鸣器发出警报，外接LED灯也被点亮。
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### 项目19 烟雾检测报警系统
#### 1. 项目介绍：
前面的项目中我们已经学习了模拟气体(MQ-2)传感器的工作原理和模拟气体(MQ-2)传感器控制LED灯的效果。那么，在本项目中，我们将结合模拟气体(MQ-2)传感器、继电器模块、有源蜂鸣器模块和LED灯来模拟烟雾检测报警系统。
#### 2. 项目元件：
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| :--: | :--: | :--: |:--: |
|面包板专用电源模块*1|面包板*1|模拟气体(MQ-2)传感器模块*1|有源蜂鸣器模块*1|
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|公对母杜邦线若干|电源适配器*1|220Ω电阻*1|面包板连接线若干|
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|红色LED*1|继电器模块*1|一字螺丝刀*1|母对母杜邦线若干 |
#### 3. 项目接线图与现象：
**特别注意：** 接线前，需要用一字螺丝刀将继电器模块的NO端口和COM端口处的螺丝扭松，将面包板连接线的一端插入NC端口和COM端口处；接好线后，再用一字螺丝刀将NC端口和COM端口处的螺丝扭紧。
按照接线图正确接好模块和各元器件，外接电源供电后，将面包板专用电源模块上的**拨码开关拨到 +5V 端**，如下图所示。看到的现象是：当模拟气体(MQ-2)传感器检测到烟雾或可燃性气体时，可以看到继电器上的指示灯熄灭，同时有源蜂鸣器发出警报，外接LED灯也被点亮。
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