宜昌城老张的博客

我工作在湖北宜昌市三峡大学,热衷基于桌面环境的机电模型制作。本博客探讨的内容已涉及到Processing互动艺术、Arduino单片微控制器、开源软件、机器人,欢迎回帖!

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TCS3200颜色传感器测试实验
发表于:2013-08-02 17:18:24 | 分类:Arduino基础
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    TCS3200颜色传感器是一款全彩的颜色检测器,包括了一块TAOS TCS3200RGB感应芯片和4个白光LED灯,TCS3200能在一定的范围内检测和测量几乎所有的可见光。它适合于色度计测量应用领域。比如彩色打印、医疗诊断、计算机彩色监视器校准以及油漆、纺织品、化妆品和印刷材料的过程控制。    通常所看到的物体颜色,实际上是物体表面吸收了照射到它上面的白光(日光)中的一部分有色成分,而反射出的另一部分有色光在人眼中的反应。白色是由各种频率的可见光混合在一起构成的,也就是说白光中包含着各种颜色的色光(如红R、黄Y、绿G、青V、蓝B、紫P)。根据德国物理学家赫姆霍兹(Helinholtz)的三原色理论可知,各种颜色是由不同比例的三原色(红、绿、蓝)混合而成的。    由上面的三原色感应原理可知,如果知道构成各种颜色的三原色的值,就能够知道所测试物体的颜色。对于TCS3200D 来说,当选定一个颜色滤波器时,它只允许某种特定的原色通过,阻止其它原色的通过。例如:当选择红色滤波器时,入射光中只有红色可以通过,蓝色和绿色都被阻止,这样就可

程晨老师的Arduino新书已经拿到手中
发表于:2013-06-14 16:41:33 | 分类:Arduino基础
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 进入创客这个圈子,一定要对科技制作心驰神往、持之以恒。既然是科技制作,所以还是需要一些机电方面的科普知识,这些知识的学习,可以从网络中的论坛、博客中获得,也可以从纸质书籍中读到。但网络上的信息总是零碎而不系统,而且传统书籍却饱含着作家的心血和智慧,往往更系统、更贴心。在简体中文版书籍十分缺乏的当今,我拿到了这本程晨老师所写的Arduino入门书籍,书名为《Arduino电子设计实战指南 零基础篇》,甚是舒心。因为这样,我会从容地把视线从网页中移开,走到户外阳台,坐在藤椅上,左手摇着纸扇,右手握着这本全彩印刷的书籍,静静地研读Arduino的精彩。一直以来,学习单片机编程,首先要熟悉底层硬件知识,诸如总线关系、接口地址、寄存器功能等知识,对于初学者是晦涩难懂的,而且在软件编程中,还要准确详尽地描述这样硬件信息。现在有了一种易学好用的“单片机”,即Arduino“单片机”,你不必知道它的硬件结构,只需了解其引脚作用即可,而且凭借强大的库文件和精简的指令系统,可以让程序编写轻松快捷。Arduino单片机在国际上已经很流行了,但中文资料却极少,所以我推荐程晨

荡漾在求索溪里的Arduino遥控船
发表于:2012-10-21 11:16:35 | 分类:Arduino基础
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     美丽的校园、灵秀的求索溪,如果小溪里有一条船,荡漾其中,势必会引来路人的目光。我们在一个明媚的午后,相约分别从寝室、教室和图书馆走出来,放下了教科书,拿起榔头、锯子、电烙铁,还有万能胶,打造了一条木质小船,加上Arduino电控,然后放到水中,玩了玩遥控船的游戏。通过这样的科技娱乐活动,或许可以学到一些知识,体验到一种课本以外的实践经历。    因为之前完全没有造船经验、又要求手工制作,而且经费还有限,所以, 遥控船的打造实在是一件不容易的事。用最方便、最原始的工具,以及木块、木皮和万能胶材料,硬是把它做出来了。起初一直担心,船体内的电机与船外的螺旋桨的连接轴孔部分,如果处理不好,容易漏水,后来用黄油填满了轴孔,这样才把防水的问题解决了。但是实际测试时,才发现了新的问题,由于船体制作得比较狭长,就像玩具商店里买的静态航模一样的比例,后来发现小船老是往一个方向打转。原因很简单,由于纯手工活,船的长度方向上的中心线不能居中于船后方的两个螺旋桨。如果当初能把船体做宽些就好了,因为船体宽,布局两个螺旋桨时,它们的中心距可以拉开些,这样产生的扭转力矩

32路舵机控制板与多自由度机械臂
发表于:2012-09-30 10:37:38 | 分类:Arduino基础
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 图1 多自由度机械臂实验全景图  一、多自由度机械臂的工业应用现状        1961年春,世界上第一个机器人Unimate开始投入使用,它首先在位于美国新泽西州的通用汽车公司的生产线上工作。公司里的3000多名工人中,绝大部分人都欢迎这位新成员的到来。Unimate能够做各种各样的工作,包括投掷车门与其他汽车上的零配件——不要小瞧这一工作,灼热的熔铸物对于普通工人来说是十分危险的。通用汽车公司的首席科学家Stive Holland在2003年的《美国新闻与世界新闻报道》中声称:“我们的机器人最初是用来做3种工作:脏的、困难的与危险的工作。”第一个机器人工作了接近1 0年,每天都不知疲倦地代替一部分工人,做这3种工作。事实胜于雄辩,通用公司的这一成功事例也使工厂主们逐渐认识到生产线上机器人起到了巨大的、不可替代的作用。图2 博物馆里的Unimate工业机器人    1954年,美国戴沃尔提出的工业机器人有以下特点:将数控机床的伺服轴与遥控操纵器的连杆机构联接在一起,预

美国DIGI公司的XBee模块无线通讯实验
发表于:2012-08-26 10:32:37 | 分类:Arduino基础
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        Zigbee是一种短距离、低功耗的无线通信技术名称。这一名称来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言 之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。    DIGI旗下的MaxStream公司是一家非常有名的无线通信元件制造商,其ZigBee产品上加了一个很贴切的名称XBee,XBee小型但却是一个功能完善的ZigBee收发器(即接收器/发射器),它是双向操作,可交替地发射或接收数据(半双工式)。    DIGI提供有两种版本,XBee和XBee PRO两版本都是有相同的功能和引脚兼容,唯一的差异是发射功率,XBee为最大2mW,而XBeePRO则最大60mW。我这次实验采用的是发射功率是1mW,

与会唱歌的Arduino机器猫互动
发表于:2012-08-09 14:29:55 | 分类:Arduino基础
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    机器猫傻傻的眼睛看着您,准备为您唱首歌,只不过这次的歌声不是从她的嘴巴里唱出的,而是从她肚子上的喇叭中传出的。那么我是如何与她互动,请她唱出我们爱听的儿歌。互动设备是她前面放着的PS2蓝牙遥控器,摇动PS2摇杆,向她点歌。视频:      这个作品应该属于互动媒体范畴。我们这一代人为了符合高考的要求,青少年时就很少接触乐理知识和美术实践,这为电子与艺术的结合带来了不少难以逾越的障碍,但是不管谁,总是能从自身角度出发去欣赏艺术和体验艺术,而Arduino的两个主要应用就是机器人和互动媒体,于是也想做这方面的尝试。比如我的博客文章《 Processing互动之光敏电阻与莫奈油画 》就介绍了如何通过光敏电阻的反馈使PC机屏幕里的莫奈油画光影效果发生变化,文章网址: http://www.eefocus.com/zhang700309/blog/11-12/236514_6b541.html 。  国外创客爱好者制作了一个木琴,它使用Arduino Mega检测琴键下的压电元件敲击信号,并用蜂鸣器发出

皮尺与便携式测距仪
发表于:2012-06-22 09:06:31 | 分类:Arduino基础
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    这个皮尺是老古董,国营上海井冈服装厂制,散发着一种革命浪漫主义气质,儿时母亲用它为我量体裁衣,放在口袋里,随时丈量着尺寸。时光随着日月的交替,旧时的人们逐渐成长、变老,但未来科技却不断向我们走来,对于测量距离这样的事情,也有了新颖的解读。于是,这时的我,用Arduino系统搭建了一个便携式超声波测量仪,也放在口袋里,随时扫描着前方的物体,及时了解我们的距离。   这个作品用到了LCD4884来显示距离,LCD4884的使用见《 我家的温湿度测量计 》,网址: http://www.eefocus.com/zhang700309/blog/12-06/280255_7a0b3.html。至于用于距离检测的超声波传感器,我曾写过多篇文章介绍。《动手制作超声波测距仪》,网址: http://www.eefocus.com/zhang700309/blog/11-11/233953_e0cf6.html 。《 超声波传感器与舵机结合实现扇面测距 》,网址:http://www.eefocus.com/zhang700309/blo

我家的温湿度测量计
发表于:2012-06-15 09:33:35 | 分类:Arduino基础
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      盛夏来了,又热又潮,不知道家里的气候如何,想着买个温湿度计,但是物价飞涨,工资不涨,没钱买啊!不如自己做个,应该不难,于是开始动手制作。     这个作品的两个主角是数字温湿度传感器 DHT11和LCD4884 Shield 点阵液晶显示器,好像很简单,就是把DHT11的温湿度值采样到Arduino控制器里,然后对采样值进行处理,按照格式发送到LCD4884显示器中显示出来。我也就花了1天半的时间搞出来的。    LCD4884显示器板子直接插在Arduino UNO控制板的母槽引脚上,它与Arduino板子形成层叠关系,但是并未把Arduino可用的端口挡住,因为LCD4884板子上把Arduino的5个模拟端口和6个数字端口引出来了,并布局到LCD4884板子上,以便使用。 于是DHT11温湿度传感器用并排的三根杜邦线插在了模拟端口5上。     把Arduino控制板和DHT11传感器用双面胶带粘在电池盒背面,再把电池盒的电源插头插到Arduino UNO的电源插

夏普GP2D12红外线测距传感器与LCD1602液晶
发表于:2012-04-05 15:28:37 | 分类:Arduino基础
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     这个实验任务是:把GP2D12红外线测距传感器采集的数据,通过Arduino控制器的算式转换为实际距离值,再显示在集成了I2C接口的LCD1602液晶面板上。    夏普GP2D12红外线测距传感器,是一种性价比较高的模拟量传感器。如何把这个传感器所测的模拟量数据,采集和算式处理,最终获取实际距离呢?我下面就会讲。      上图就是GP2D12红外线测距传感器的电压值与距离值的关系曲线,从这个曲线可以看出,电压输出与距离成反比,而且是非线性关系。   根据上图关系曲线,大约关系为10cm距离时有2.55V输出,80cm距离时有0.42V输出。可以通过该曲线拟合出电压值与距离值的数学关系式,但是这个关系式里的距离是参考距离值,实际距离值=(参考距离值-0.42)cm,另外由于Arduino的模拟量采样命令analogRead(),采样的数据范围是0至1023,对应的电压范围是0至5V,每格数据代表0.0049V,于是读取的有效数据应该由86(0.42V)至520(2.54

两个Arduino之间的无线通讯实验
发表于:2012-03-10 08:47:59 | 分类:Arduino基础
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  这个实验用到的RF无线数传套件型号为APC220 ,它是国内一家公司出品的,能够无线通讯的距离达1000米,淘宝很容易买到。APC220套件是高度集成半双工微功率无线数据传输模块,它集成了高速单片机和高性能射频芯片和TTL串口接口,不仅可以实现双Arduino控制器之间的无线通讯,而且配合1个USB转换器可以实现电脑与Arduino单片机之间的无线通讯。     APC220无线数传说明书请下载:APC220使用手册.pdf     用这个套件首先要安装CP210x_VCP_Win2K_XP_S2K3 USB转RS232的驱动,安装完驱动,就可以用RS232串口协议进行无线通信,我感觉就像用RS232有线通信一 样,搞无线通信。这个套件购买地址:http://item.taobao.com/item.htm?spm=1101*r1F.3-1mJ7Y.h-5h6gmz&id=227289063&。请看两个Arduino之间的无线通信实验视频: 安装CP210x_VCP_Win2K_XP_S2K