基于Arduino手机传感器应用

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基于Arduino手机传感器应用

发布时间：2021-08-30

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基于Arduino手机传感器应用

发布时间：2021-08-30

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在构建项目时，传感器是至关重要的东西之一。智能手机内置了大多数基本传感器，如接近度、加速度计、光、磁力计、陀螺仪等，我们实际上可以在我们的 Arduino 项目中使用这些传感器。

所以在这个项目中，我将向您展示这些传感器是如何使用的，并且可以通过有线连接与 Arduino 通信。

零件清单：

Arduino
USB 电缆（B 型）
OTG线
OLED 显示模块

第 1 步：设置串行通信

Arduino 和 android 之间的串行通信与计算机和 Arduino 之间的串行通信相同。发送方逐位发送数据，接收方逐位接收。

串行通讯

登录 MIT 应用程序发明者并开始一个新项目
要建立串行连接，我们需要从连接选项卡中包含串行，拖放该项目
确保 buad 速率与用于在 Arduino 中初始化串行的 buad 速率相同
导入两个按钮并连接和断开与 Arduino 的连接以及一个用于直观表示设备已连接的复选框。（您可以重命名组件并更改文本）
添加另外两个按钮来打开和关闭 LED
让我们在块面板中进行块编码，我们发现与各种组件相关的各种事件
放置每个按钮的点击事件
当按下连接按钮时，它将初始化串行连接并打开一个串行连接，如果它成功打开，它将选中复选框
当按下断开按钮时，它关闭串行通信并取消选中复选框
现在，只要按下 on 按钮，它就会发送一个代表 1 的数据字节，只有在串行通信打开时才会打开
按下关闭时也会发生同样的情况，但将发送 0 而不是 1，指示 LED 应关闭
这就是设计的全部
现在保存项目
通过二维码或从构建选项卡下载我们的应用程序的 apk 文件
在您的手机上下载该应用程序并使用 apk 安装该应用程序
手机可能会说该应用程序的来源可能会损害您的手机，但无论如何安装它都是安全的

Arduino代码

首先，我们声明一个变量来存储 LED 状态，然后在设置中初始化串行通信并将引脚 13 定义为输出，因为我们将使用内置 LED
然后在循环中，我们检查手机是否发送了任何数据，如果是，则等待大约 400 毫秒以使事情稳定下来
然后解析传入的数据——它做什么检查是否有任何 int 类型数据可用，并等待大约 1000 毫秒来检查是有更多数据到来——这是在内部完成的
并存储在变量中
并根据变量的内容设置led的状态

int ledState = 0;

void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop()
{
if (Serial.available() > 0)
{
delay(400);
ledState = Serial.parseInt();
digitalWrite(13, ledState);
}
}

硬件连接

首先使用 OTG 电缆将 Arduino 连接到手机
然后打开我们的应用程序
然后按连接，会弹出一条消息，说是否允许我们访问 USB 设备
再次按连接以实际连接到 Arduino - 应选中该复选框
按下按钮和UNO的内置LED应亮起，按下后应熄灭

第 2 步：接近传感器

该传感器位于前置摄像头附近，用于检测传感器附近是否有物体。这种传感器的应用是当一个人将手机靠近耳朵说话时，它会检测并关闭屏幕，这样屏幕在被任何身体部位触摸时不会接受任何不必要的输入通常，该传感器的输出高低取决于物体是否在附近，所以我们可以使用接近传感器使 LED 闪烁应用

包括按钮和复选框以建立串行通信
还包括接近传感器形式的传感器选项卡
取消选中接近传感器的启用复选框，这样当应用程序第一次运行时传感器不会产生输出
接近传感器有一个事件，根据物体是否在附近输出高或低
每当接近传感器的值发生变化时，我们都会发送 0 或 1 来指示变化
此外，还包含一个滑动开关来启用传感器，否则它会在我们不想要的时候不断发送数据
滑动开关有一个事件，如果开关打开或未打开，则返回 true

Arduino代码

这里使用的代码与我们收到 1 和 0 并打开和关闭 LED 时闪烁相同

第 3 步：光传感器

该传感器检测落在屏幕上的光量。这用于改变屏幕的亮度，环境光落在屏幕上越多，屏幕的亮度应该越大，屏幕上的光越少，亮度越低，这有助于用户在任何条件下都没有任何问题。

传感器的输出以勒克斯为单位，这是光的亮度单位。

我们使用的事件是在每次传感器上的光强度发生变化时触发的事件，因此每次落在传感器上的光强度发生变化时都会触发事件，我们会将测量的光强度发送到 Arduino 以将其显示在 oled 上展示。

要考虑的其他参数是传感器更新其值的频率，对于某些可能长达 1000 毫秒，而对于某些可能小至 1 毫秒。我们通过一个特定的函数来检查这一点。

此外，一些 android 设备可以灵活地降低或增加此采样率，这也可以做到。

应用

包括连接、断开连接按钮和用于串行通信的复选框
包括一个滑动开关，以便传感器仅在我们需要时发送数据
还包括一个标签，以便我们了解传感器检测到的值和 Arduino 选择的值是否相同
我们已经完成了设计
接下来包括我们之前包括的串行连接的相同块，对应于连接和断开按钮
接下来包括一个事件 .LightChanged 块，它在传感器生成的值发生变化时发生
在这个块中，我们首先检查串口是否打开，如果是，则发送此时测量的勒克斯值
包括与滑动开关 Slide.Changed 对应的事件，当滑动处于 on 位置时返回 true
并下载应用程序

Arduino代码

首先我们需要初始化各种参数来设置oled显示器
现在，如果您没有 oled 显示器，您可以随时使用不同的显示器
在 setup 函数中，我们设置了一些 oled 参数，如文本大小、颜色和光标位置
在循环部分，我们检查是否有任何数据传入
如果是，我们将首先将数据解析为浮点数
解析后，我们将传递给 oled 来显示

void loop() {

    if (Serial.available() > 0) {
    delay(400);
    data = Serial.parseFloat();
    display.clearDisplay();
    display.setCursor(0, 0);
    display.print("Intensity = ");
    display.print(data);
    display.print(" Lx");
    display.display();
  }
}

硬件
使用跳线和面包板将 oled 显示器连接到 Arduino
oled 显示器的引脚 => Arduino 引脚（这些连接用于 Arduino uno）

VCC => 5V

GND => GND

SCL => A5

SDA => A4

现在使用 otg 电缆将手机连接到 android
启动应用程序并通过按下连接按钮初始化连接，然后切换滑动开关
尝试在前置摄像头周围挥手，这是传感器所在的位置
更改值应出现在 oled 显示屏上以及应用程序中的滑动开关下方

第 4 步：加速度传感器

该传感器用于确定手机的方向。广泛用于游戏和其他互动应用。

它测量沿 x、y 和 z 3 轴的加速度。考虑的单位是 SI 单位，即 ms^-2。值的范围是 -9.8 到 +9.8。

xAccel：手机静止在平面上时为0，手机向右倾斜（即左侧抬起）时为正，手机向左倾斜时为负（即其右侧尺寸为提高）。

yAccel：手机静止在平面上时为0，底部抬起时为正，顶部抬起时为负。

zAccel：等于-9.8（设备静止时与地面平行且显示器朝上时的地球重力，以米/秒为单位，垂直于地面时为0，面朝下时为+9.8。该值也可以是受重力或反重力加速的影响。

我们感兴趣的事件是acceleration.Changed，当传感器测量到与之前测量不同的值时触发。

要将值传递给 Arduino，我们不会使用它，但会使用计时器事件，该事件是在每个指定时间过后触发的元素。

加速度计的采样率非常高，因此如果我们在测量到的值与以前不同时发送数据，将会发生的情况是应用程序将尝试发送新数据，而不管 Arduino 是否接收到以前的数据，因此我们是要发送的定时器数据。

因此，我们将包含一个计时器，它以毫秒为单位在每个指定时间滴答滴答，当它滴答滴答时，我们将通过串行发送数据。

应用

包括连接、断开按钮和复选框以初始化串行通信。
还包括一个滑块开关，用于启用和禁用加速度计以及计时器。
然后使用布局选项卡中可用的水平排列放置 6 个标签，其中 2 个彼此相邻。
还包括一个滑块，我们将使用它来设置计时器滴答周期。
分别保持滑块 1 和 1000 的最小值和最大值，这样我们就不需要映射它们，因为计时器的时间将从 1 到 1000 毫秒。
在块编码中添加用于连接和断开连接的事件。
对于滑动开关，它与光传感器相同，当滑动开关处于打开位置并启用加速度计和计时器时，函数返回真。
加速度计会自动更新自身，因此需要特殊事件。
滑块更改事件将计时器间隔设置为拇指的位置。
当计时器滴答时，它会通过串行向 Arduino 发送沿 x、y、z 的加速度，并根据串行是否打开来更新标签。

Arduino代码

我们解析 3 次以读取 3 个轴值并使用某种格式打印它们。
由于我们已经解析了这些值，因此它们现在被视为浮点数，因此我们现在可以直接在其他应用程序中使用它们。

void loop(){
  if (Serial.available() > 0)
  {
    delay(400);
    data1 = Serial.parseFloat();
    data2 = Serial.parseFloat();
    data3 = Serial.parseFloat();

    display.clearDisplay();
    display.setCursor(0, 0);
    display.print("x-axis : ");
    display.print(data1);
    display.println(" m/s^2");
    display.print("y-axis : ");
    display.print(data2);
    display.println(" m/s^2");

    display.print("z-axis : ");
    display.print(data3);
    display.println(" m/s^2");

display.display();
}
}

第 5 步：陀螺仪

该传感器沿 x、y 和 z 三个轴测量旋转速度。测量单位是度每秒。

应用

包括连接、断开连接按钮和复选框来操作串行通信。
还包括一个滑动开关来启用和禁用陀螺仪以及计时器。
包括 6 个标签，每个标签水平排列 2 个。
包括一个滑块来更改计时器的滴答时间。
在块编码中添加用于连接和断开连接的事件。
对于滑动开关，当开关处于打开位置时返回 true 的函数，然后启用陀螺仪。
当计时器滴答时，它会将值从陀螺仪发送到 Arduino 并更新标签。
滑块会根据其拇指位置更改滴答时间。

Arduino代码

该代码解析 3 次并使用 OLED 显示值。

void loop(){
if (Serial.available() > 0)
{
delay(400);

data1 = Serial.parseFloat();
data2 = Serial.parseFloat();
data3 = Serial.parseFloat();

display.clearDisplay();
display.setCursor(0, 0);

display.print("x-axis : ");
display.print(data1);
display.println(" deg/s");
display.print("y-axis : ");
display.print(data2);
display.println(" deg/s");
display.print("z-axis : ");
display.print(data3);
display.println(" deg/s");

display.display();
}
}

第 6 步：磁力计

该传感器以特斯拉为单位测量沿三个轴的磁场值。

主要用于数字罗盘以显示方向。安装在手机中的传感器足够灵敏，可以测量地磁强度，但我们也可以使用家用磁铁（冰箱磁铁）。

应用

包括用于串行通信的连接和断开连接按钮和复选框。
包括滑动开关以启用和禁用磁力计和计时器。
用于更改计时器滴答时间的滑块。
在块编码中添加连接和断开连接事件。
添加 switch.Changed 事件，如果开关打开，则启用传感器或禁用传感器。
包括将测量值从传感器发送到 Arduino 并更新标签的计时器事件。

Arduino代码

该代码解析浮点数据并以某种格式显示。

void loop(){
if (Serial.available() > 0)
{
delay(400);

data1 = Serial.parseFloat();
data2 = Serial.parseFloat();
data3 = Serial.parseFloat();

display.clearDisplay();
display.setCursor(0, 0);

display.print("x-axis : ");
display.print(data1);
display.println(" T");
display.print("y-axis : ");
display.print(data2);
display.println(" T");
display.print("z-axis : ");
display.print(data3);
display.println(" T");

display.display();
}
}

希望您能够喜欢这个项目!

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