任務(wù)二光敏傳感器的安裝與調(diào)試【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解光敏傳感器的特點(diǎn)。2．掌握光敏傳感器的連接方法。3．能對(duì)光敏傳感器管理程序進(jìn)行邏輯分析。4．能獨(dú)立完成程序積木的搭建、上傳與調(diào)試。5．培養(yǎng)精準(zhǔn)測(cè)量意識(shí)和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度?！救蝿?wù)情景】某小區(qū)要改造路燈，使其工作起來更加“智能”，當(dāng)天色昏暗的時(shí)候，路燈能自動(dòng)開啟；當(dāng)天色明亮的時(shí)候，路燈能自動(dòng)關(guān)閉。請(qǐng)使用物聯(lián)網(wǎng)套件來實(shí)現(xiàn)智能路燈?！救蝿?wù)分析】為了實(shí)現(xiàn)路燈的自動(dòng)開關(guān)功能，首要任務(wù)是確定光照強(qiáng)度。在眾多傳感器中，光敏傳感器最適合，它能夠根據(jù)外界環(huán)境的光照強(qiáng)度判斷是否開啟路燈。為了實(shí)現(xiàn)路燈的智能化改造，我們?cè)谖锫?lián)網(wǎng)套件中選擇光敏傳感器作為主要設(shè)備，并將其安裝在路燈的前方?！鞠嚓P(guān)知識(shí)】一、光敏傳感器簡(jiǎn)介二、光敏傳感器的結(jié)構(gòu)三、光敏傳感器中感光半導(dǎo)體元器件的工作原理四、光敏傳感器的應(yīng)用一、光敏傳感器簡(jiǎn)介光敏傳感器是一種能夠感知光照強(qiáng)度變化的傳感器，核心組件是感光半導(dǎo)體元器件。感光半導(dǎo)體元器件有多種類型，常見的感光半導(dǎo)體元器件包括光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光敏電容、光敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管（簡(jiǎn)稱光敏場(chǎng)效應(yīng)管）、光敏阻抗、光敏二極管陣列等，不同感光半導(dǎo)體元器件在不同的應(yīng)用領(lǐng)域具有不同的特性和優(yōu)勢(shì)。根據(jù)具體的需求和應(yīng)用場(chǎng)景，選擇合適的光敏傳感器類型是很重要的。感光半導(dǎo)體元器件二、光敏傳感器的結(jié)構(gòu)光敏傳感器的結(jié)構(gòu)因傳感器類型和設(shè)計(jì)的不同而有所差異。通常光敏傳感器包含以下6個(gè)基本組件。（1）感光半導(dǎo)體元器件：光敏傳感器的核心組件。（2）外殼：用于保護(hù)內(nèi)部組件和提供結(jié)構(gòu)支撐。外殼通常由塑料或金屬材料制成，以保護(hù)傳感器免受環(huán)境影響。（3）連接接口：用于與其他設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信。連接接口可以是模擬輸出接口（如電壓輸出接口）或數(shù)字輸出接口（如IIC接口或SPI）。（4）光學(xué)濾波器：有些光敏傳感器會(huì)在感光半導(dǎo)體元器件的前面使用光學(xué)濾波器。光學(xué)濾波器的作用是選擇性地傳遞或阻擋特定波長(zhǎng)范圍的光，以提高傳感器的選擇性和性能。（5）電路和信號(hào)處理器件：光敏傳感器內(nèi)部一般包含一些電路和信號(hào)處理器件，用于進(jìn)行放大、濾波、去噪聲或其他信號(hào)處理操作。這些電路和信號(hào)處理器件有助于提高信號(hào)質(zhì)量和滿足不同的應(yīng)用需求。（6）電源電路：光敏傳感器通常需要供電才可以正常工作，因此，光敏傳感器內(nèi)部包含電源電路。

三、光敏傳感器中感光半導(dǎo)體元器件的工作原理常用的5種感光半導(dǎo)體元器件的工作原理。內(nèi)光電效應(yīng)原理1．光敏電阻光敏電阻基于內(nèi)光電效應(yīng)，通過測(cè)量其電阻值的變化來檢測(cè)環(huán)境中的光照強(qiáng)度。光敏電阻由半導(dǎo)體光敏材料制成，兩端裝有電極，并封裝在帶有玻璃窗的管殼內(nèi)。當(dāng)光照射到光敏電阻上時(shí)，光子的能量被半導(dǎo)體光敏材料吸收，使價(jià)帶中的電子躍遷到導(dǎo)帶，產(chǎn)生自由電子和空穴，如圖2-16所示。自由電子和空穴的出現(xiàn)降低了電阻值。光照強(qiáng)度越大，自由電子和空穴越多，電阻值越小。當(dāng)光照消失時(shí)，自由電子和空穴逐漸復(fù)合，電阻值逐漸恢復(fù)到原始狀態(tài)。2．光敏二極管與光敏三極管光敏二極管通過光的照射來產(chǎn)生電流。當(dāng)光線照射到光敏二極管的活性層上時(shí)，光子的能量被轉(zhuǎn)化為電子的能量。這些光激發(fā)的電子會(huì)被推向光敏二極管的PN結(jié)，從而形成電流。光照強(qiáng)度的增加會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生更多電子，進(jìn)而增大電流。光敏三極管和光敏二極管的工作原理相似，都是利用光激發(fā)電子產(chǎn)生電流，但光敏三極管具有額外的基極來控制電流，從而在一些應(yīng)用中提供更靈活的控制和調(diào)節(jié)功能。三、光敏傳感器中感光半導(dǎo)體元器件的工作原理3．光敏電容光敏電容利用光的照射改變電容值。光敏電容由光敏材料和電極組成。當(dāng)光線照射到光敏電容上時(shí)，光子的能量會(huì)影響光敏材料內(nèi)的電荷分布，從而改變電極之間的電場(chǎng)分布，進(jìn)而改變電容值。光照強(qiáng)度增加會(huì)導(dǎo)致電容值減小，而光照強(qiáng)度減小會(huì)導(dǎo)致電容值增大。4．光敏阻抗光敏阻抗與光敏電阻的工作原理相似，都是通過光線的照射來改變阻抗值。光敏阻抗主要是由光敏材料本身的特性決定的。當(dāng)光線照射到光敏阻抗上時(shí)，光子的能量會(huì)激發(fā)光敏材料內(nèi)的電荷載流子，改變光敏材料內(nèi)的電荷分布和電導(dǎo)率。這導(dǎo)致光敏阻抗的阻抗值發(fā)生變化，光照強(qiáng)度的增加會(huì)使阻抗值減小，而光照強(qiáng)度的減小會(huì)使阻抗值增大。5．光敏場(chǎng)效應(yīng)管光敏場(chǎng)效應(yīng)管（PhotoconductiveField-EffectTransistor，PFET）由光敏材料和場(chǎng)效應(yīng)晶體管（簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管）組成。當(dāng)光線照射到光敏材料上時(shí)，光子的能量會(huì)激發(fā)光敏材料內(nèi)的電荷載流子，改變光敏材料內(nèi)的電導(dǎo)率。四、光敏傳感器的應(yīng)用（1）光照度測(cè)量光敏傳感器可用于測(cè)量光照度，即環(huán)境中的光照強(qiáng)度。（2）光敏安全檢測(cè)光敏傳感器可用于安全檢測(cè)和控制應(yīng)用。（3）光敏控制在夜間照明系統(tǒng)或智能照明系統(tǒng)中，光敏傳感器可以根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)整燈光的亮度。（4）光敏報(bào)警系統(tǒng)光敏傳感器可用于安防系統(tǒng)的入侵檢測(cè)，可以檢測(cè)窗戶、門或其他區(qū)域的光照變化。（5）光敏觸發(fā)器光敏傳感器可用作觸發(fā)器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，用于觸發(fā)其他設(shè)備或系統(tǒng)的操作。（6）光學(xué)測(cè)量光敏傳感器可用于進(jìn)行光學(xué)測(cè)量和分析。（7）光敏交互設(shè)備光敏傳感器可用于交互設(shè)備。【技能訓(xùn)練】活動(dòng)一

組裝設(shè)備活動(dòng)二

編寫圖形程序活動(dòng)三

解讀程序代碼活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序活動(dòng)一組裝設(shè)備一、梳理設(shè)備控制的邏輯關(guān)系在本任務(wù)中，光敏傳感器用來探測(cè)環(huán)境光，同時(shí)將探測(cè)結(jié)果發(fā)送給ArduinoMega2560開發(fā)板，ArduinoMega2560開發(fā)板根據(jù)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，并將判斷結(jié)果輸出到串口。觸摸開關(guān)的設(shè)備控制邏輯關(guān)系活動(dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備1．識(shí)讀引腳標(biāo)志仔細(xì)觀察各硬件模塊的引腳標(biāo)志，明確各標(biāo)志的含義。本任務(wù)使用的光敏傳感器有3個(gè)引腳，分別如下。（1）VCC引腳：表示電源正極。（2）GND引腳：接地引腳，表示電源負(fù)極。（3）OUT引腳：信息輸出引腳，表示輸出信號(hào)是一個(gè)模擬信號(hào)。2．連接引腳（1）將VCC引腳接到Arduino開發(fā)板的3.3V或5V引腳上。（2）將GND引腳接到Arduino開發(fā)板的GND引腳上。（3）將OUT引腳接到Arduino開發(fā)板的模擬引腳A0上。光敏傳感器的設(shè)備接線圖活動(dòng)一組裝設(shè)備三、組裝設(shè)備的注意事項(xiàng)如下。（1）光敏傳感器的連接線應(yīng)該為紅線接電源正極、黑線接電源負(fù)極，切不可接反。（2）光敏傳感器的輸出引腳可與任何開發(fā)板的模擬引腳（A0～A15）連接，但需更改程序中相應(yīng)的引腳參數(shù)。（3）連接線上的引腳較尖銳，在操作過程中要注意安全?；顒?dòng)二編寫圖形程序一、分析程序流程（1）因?yàn)楣饷糁禃?huì)被反復(fù)使用，所以定義變量light為光敏值，簡(jiǎn)化程序。（2）讀取光敏值。（3）等待1s的目的是方便在串口調(diào)試窗口中觀察light的值，這不是必需的部分。（4）對(duì)light值的狀態(tài)進(jìn)行判斷，當(dāng)light值小于350時(shí)，表明當(dāng)時(shí)外界光線明亮，無須開燈；當(dāng)light值大于或等于350時(shí)，表示當(dāng)時(shí)外界光線昏暗，需開燈。光敏傳感器測(cè)試程序流程圖活動(dòng)二編寫圖形程序二、搭建程序積木光敏傳感器測(cè)試程序完整流程活動(dòng)三解讀程序代碼一、查看Mind+軟件自動(dòng)生成的代碼通過活動(dòng)二搭建好了程序積木框架，為了更好地理解程序的運(yùn)行邏輯，還需要對(duì)Mind+軟件自動(dòng)生成的ArduinoC語(yǔ)言的代碼進(jìn)行解讀，以提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)編程能力?？梢园匆韵虏僮?，查看Mind+軟件根據(jù)程序積木自動(dòng)生成的ArduinoC語(yǔ)言的代碼（Mind+軟件會(huì)自動(dòng)修改變量名、添加注釋）。光敏傳感器測(cè)試程序的ArduinoC語(yǔ)言的代碼（1）單擊Mind+軟件右上角的“代碼區(qū)”按鈕。（2）單擊“自動(dòng)生成”選項(xiàng)卡，如圖2-10所示，就能查看Mind+軟件根據(jù)主窗口的程序積木框架自動(dòng)生成的ArduinoC語(yǔ)言的代碼?；顒?dòng)三解讀程序代碼二、代碼解析代碼含義mind_n_light=(round((String(analogRead(A0)).toInt())));將光敏值四舍五入后轉(zhuǎn)換為整數(shù)類型，并將結(jié)果賦值給變量mind_n_tmp。analogRead(A0)函數(shù)用于讀取光敏值，并返回一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)類型的值。由于需要將這個(gè)值變?yōu)樽罱咏恼麛?shù)，因此需要使用round()函數(shù)對(duì)其進(jìn)行四舍五入操作。toInt()函數(shù)則將四舍五入后的結(jié)果轉(zhuǎn)換為整數(shù)類型。最后，將四舍五入后的整數(shù)賦值給變量mind_n_light，以便后續(xù)判斷環(huán)境光的強(qiáng)度Serial.print((String("當(dāng)前光敏值是：")+String(mind_n_light)));String(mind_n_light)將浮點(diǎn)數(shù)類型的值轉(zhuǎn)換為字符串類型，最終的結(jié)果是一個(gè)字符串類型的值，表示當(dāng)前光敏值和環(huán)境光的狀態(tài)，最后通過串口發(fā)送出去

if((mind_n_light<350)){mind_n_light<350表示判斷mind_n_light是否小于350（閾值350可以根據(jù)實(shí)際情況改動(dòng)），如果是，則條件成立，然后執(zhí)行Serial.println()函數(shù)，將字符串“>>>環(huán)境光較亮，不用打開路燈?！卑l(fā)送到串口。返回到delay(1000);處，繼續(xù)監(jiān)測(cè)環(huán)境光

Serial.println(">>>環(huán)境光較亮，不用打開路燈。");

}

else{如果大于或等于350，則執(zhí)行Serial.println()函數(shù)，將字符串“>>>環(huán)境光較暗，請(qǐng)打開路燈?！卑l(fā)送到串口。返回到delay(1000);處，繼續(xù)監(jiān)測(cè)環(huán)境光

Serial.println(">>>環(huán)境光較暗，請(qǐng)打開路燈。");

}活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序一、連接設(shè)備在Mind+軟件中選擇“上傳模式”，使用USB連接線將ArduinoMega2560開發(fā)板連接到計(jì)算機(jī)上，并單擊“連接設(shè)備”下拉按鈕，單擊相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行連接。如果沒有出現(xiàn)設(shè)備，則單擊“一鍵安裝串口驅(qū)動(dòng)”后再嘗試。二、上傳程序在Mind+軟件中單擊右上角的“上傳到設(shè)備”按鈕，完成程序的上傳。三、檢查運(yùn)行效果用手指觸碰觸摸開關(guān)，觸摸開關(guān)模塊指示燈呈紅色，查看串口調(diào)試窗口的數(shù)據(jù)顯示是否反映出燈狀態(tài)的變化。觸摸開關(guān)實(shí)物連接。觸摸開關(guān)控制程序運(yùn)行效果。 光敏傳感器實(shí)物連接運(yùn)行效果【任務(wù)評(píng)價(jià)】序號(hào)主要內(nèi)容評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值/分得分/分1光敏傳感器的分類及工作原理能正確說出光敏傳感器的分類及工作原理10

2光敏傳感器的識(shí)別能快速、準(zhǔn)確地從物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)套件中找出光敏傳感器10

3光敏傳感器引腳的識(shí)別能準(zhǔn)確說出光敏傳感器引腳標(biāo)志的含義10

4光敏傳感器的組裝能根據(jù)設(shè)備連接圖快速組裝電路10

5光敏傳感器的調(diào)試能根據(jù)需求，正確搭建和配置Mind+軟件10

能使用Mind+軟件，利用程序積木正確編寫功能程序10

能正確運(yùn)行程序，使運(yùn)行結(jié)果與功能需求一致10

6職業(yè)素養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，操作要安全、規(guī)范。完成實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)將相關(guān)元器件、模塊等收納整齊，保持實(shí)驗(yàn)桌面干凈、整潔10

7學(xué)習(xí)態(tài)度能主動(dòng)參與課堂討論和實(shí)踐活動(dòng)，積極尋求解決問題的方法10

能按時(shí)完成學(xué)習(xí)及工作任務(wù)10

總計(jì)100

【拓展學(xué)習(xí)】照相機(jī)上的光敏傳感器CCD傳感器CCD傳感器通過逐行讀取的方式將感光表面上的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后形成圖像，具有圖像清晰、色彩還原度高的特點(diǎn)。CMOS傳感器。CMOS傳感器則是將光子轉(zhuǎn)化為電子，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再通過控制邏輯將像素信息傳遞給數(shù)字信號(hào)處理器，最終生成圖像，具有功耗更低和成本更低等優(yōu)點(diǎn)；【思考與練習(xí)】1．請(qǐng)舉例說明幾個(gè)利用光敏傳感器工作的設(shè)備。2．什么是CCD傳感器和CMOS傳感器？3．顧名思義，太陽(yáng)能電池是通過太陽(yáng)光來對(duì)電池進(jìn)行充電的。請(qǐng)問日光燈的燈光是不是也能對(duì)電池進(jìn)行充電？為什么？4．請(qǐng)利用觸摸開關(guān)、光敏傳感器、ArduinoMega2560開發(fā)板等設(shè)備，模擬以下場(chǎng)景（結(jié)果由串口調(diào)試窗口顯示）：回到家中，打開燈的開關(guān)，燈開始工作，并可以根據(jù)當(dāng)前室內(nèi)環(huán)境光自動(dòng)調(diào)整亮度，以達(dá)到最舒適的亮度；夜晚休息時(shí)，關(guān)閉燈的開關(guān)，燈不再工作。任務(wù)三聲音采集傳感器的安裝與調(diào)試【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解聲音采集傳感器的工作原理。2．能正確識(shí)讀聲音采集傳感器的電路圖。3．能正確連接、安裝聲音采集傳感器。4．形成標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)試記錄習(xí)慣，建立規(guī)范操作意識(shí)。【任務(wù)情景】某老舊居民小區(qū)的樓道里原來安裝的都是手拉燈，經(jīng)常有居民開燈以后不關(guān)燈，造成很大的能源浪費(fèi)。為了節(jié)能環(huán)保，小區(qū)物業(yè)決定把樓道里的手拉燈全部換成聲控?zé)?。?qǐng)使用物聯(lián)網(wǎng)套件，制作一個(gè)聲控?zé)??！救蝿?wù)分析】要利用聲音實(shí)現(xiàn)對(duì)燈的控制功能，首先需要在一定范圍內(nèi)采集到聲音，當(dāng)獲取的音量達(dá)到一定分貝值時(shí)，燈就能自動(dòng)打開，并持續(xù)點(diǎn)亮一段時(shí)間，之后，沒有采集到新的聲音時(shí)，燈又自動(dòng)熄滅。這就需要使用靈敏度較高的聲音采集傳感器。根據(jù)上述分析，本任務(wù)需要使用聲音采集傳感器、RGB彩燈模塊、Arduino開發(fā)板等設(shè)備模擬上述場(chǎng)景。【相關(guān)知識(shí)】一、聲音采集傳感器簡(jiǎn)介二、聲音采集傳感器的結(jié)構(gòu)三、聲音采集傳感器的工作原理四、聲音采集傳感器的應(yīng)用一、聲音采集傳感器簡(jiǎn)介聲音采集傳感器外觀聲音采集傳感器是一種將聲音波形轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的設(shè)備，用于捕捉、記錄和分析聲音，以下是5種常見的聲音采集傳感器。（1）麥克風(fēng)傳感器麥克風(fēng)傳感器是最常見的聲音采集傳感器之一，它通過將聲音波形轉(zhuǎn)換為電信號(hào)來實(shí)現(xiàn)聲音的采集。（2）聲吶傳感器聲吶傳感器利用聲波在空氣或水中的傳播和反射來測(cè)量距離和檢測(cè)目標(biāo)物體。（3）音頻傳感器音頻傳感器是一種特殊的聲音采集傳感器，用于捕捉和分析音頻信號(hào)的特征。（4）聲學(xué)陣列傳感器聲學(xué)陣列傳感器由多個(gè)麥克風(fēng)組成，可以在多個(gè)方向上同時(shí)采集聲音。通過對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行時(shí)間和幅度差異分析，聲學(xué)陣列傳感器可以實(shí)現(xiàn)聲源定位和環(huán)境聲音分析。（5）聲頻分析傳感器聲頻分析傳感器用于分析聲音信號(hào)的頻譜、頻率特性和音量等參數(shù)。二、聲音采集傳感器的結(jié)構(gòu)不同類型的聲音采集傳感器在結(jié)構(gòu)上存在一定的差異，但大部分聲音采集傳感器包含以下5個(gè)基本組件。

聲音采集傳感器的結(jié)構(gòu)（1）麥克風(fēng)元器件用于將聲音波形轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)。麥克風(fēng)元器件可以采用不同的類型，如電容式麥克風(fēng)、壓阻式麥克風(fēng)或電磁式麥克風(fēng)。（2）外殼用于保護(hù)內(nèi)部組件和提供結(jié)構(gòu)支撐。外殼通常由塑料或金屬材料制成，以保護(hù)傳感器免受環(huán)境影響。（3）連接接口用于與其他設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信。連接接口可以是模擬輸出接口（如電壓輸出接口）或數(shù)字輸出接口（如IIC接口或SPI）。（4）信號(hào)處理電路用于放大、濾波、去噪聲或其他信號(hào)處理操作。信號(hào)處理電路有助于提高信號(hào)質(zhì)量和滿足不同的應(yīng)用需求。（5）電源電路聲音采集傳感器通常需要供電才能正常工作，因此，聲音采集傳感器內(nèi)部包含電源電路。三、聲音采集傳感器的工作原理聲音采集傳感器通過聲壓變換和電信號(hào)轉(zhuǎn)換的原理，將聲音波形轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)。聲音采集傳感器內(nèi)部有壓電材料，當(dāng)聲波波動(dòng)通過傳感器時(shí)會(huì)發(fā)生機(jī)械振動(dòng)，這種振動(dòng)會(huì)引起壓電材料產(chǎn)生電荷變化，并通過接觸或接線的方式將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)或電流信號(hào)。由于傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)通常很微弱，因此需要經(jīng)過放大和處理后才能轉(zhuǎn)換成可用的信號(hào)，并以模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的形式輸出。四、聲音采集傳感器的應(yīng)用（1）語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音控制聲音采集傳感器可用于語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音控制系統(tǒng)，如語(yǔ)音助手、語(yǔ)音命令控制系統(tǒng)等。通過采集和分析聲音波形，聲音采集傳感器可以捕捉和識(shí)別特定的聲音指令，并觸發(fā)相應(yīng)的操作。（2）音頻記錄和廣播聲音采集傳感器可用于音頻錄制和廣播應(yīng)用，如音頻設(shè)備、錄音設(shè)備和無線麥克風(fēng)等。聲音采集傳感器能夠捕捉聲音波形，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以供錄制、放音或廣播使用。（3）聲音監(jiān)測(cè)和噪聲控制聲音采集傳感器可用于環(huán)境聲音監(jiān)測(cè)和噪聲控制，如環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)、工業(yè)噪聲控制和安靜區(qū)域檢測(cè)等。通過實(shí)時(shí)采集環(huán)境中的聲音波形，聲音采集傳感器可以監(jiān)測(cè)噪聲水平，控制噪聲源或觸發(fā)警報(bào)。（4）聲學(xué)研究和分析聲音采集傳感器可用于聲學(xué)研究和分析，如音頻頻譜分析、聲學(xué)實(shí)驗(yàn)和聲學(xué)測(cè)量等。通過捕捉和記錄聲音波形，聲音采集傳感器可以進(jìn)行聲音頻譜分析、聲學(xué)特性研究和聲音信號(hào)處理。（5）聲源定位和追蹤聲音采集傳感器可用于聲源定位和追蹤系統(tǒng)，如聲源定位系統(tǒng)、聲音追蹤系統(tǒng)等。通過使用多個(gè)聲音采集傳感器并分析聲音波形的時(shí)間和幅度差異，可以確定聲源的位置和移動(dòng)軌跡。（6）音頻安全監(jiān)測(cè)聲音采集傳感器可用于音頻安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如聲音警報(bào)系統(tǒng)、聲音異常檢測(cè)系統(tǒng)等。聲音采集傳感器可以捕捉和分析環(huán)境中的異常聲音，用于安全監(jiān)控和入侵檢測(cè)?！炯寄苡?xùn)練】活動(dòng)一

組裝設(shè)備活動(dòng)二

編寫圖形程序活動(dòng)三

解讀程序代碼活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序活動(dòng)一組裝設(shè)備一、梳理設(shè)備控制的邏輯關(guān)系聲音采集傳感器用來探測(cè)是否有人發(fā)出聲音，并將探測(cè)到的狀態(tài)信號(hào)發(fā)送給ArduinoMega2560開發(fā)板，ArduinoMega2560開發(fā)板根據(jù)探測(cè)結(jié)果，向RGB彩燈模塊發(fā)送燈光控制信號(hào)。聲音采集傳感器的設(shè)備控制邏輯關(guān)系活動(dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備1．識(shí)讀引腳標(biāo)志仔細(xì)觀察各硬件模塊的引腳標(biāo)志，明確各標(biāo)志的含義。（1）聲音采集傳感器的VCC引腳表示電源正極。（2）聲音采集傳感器的GND引腳是接地引腳，表示電源負(fù)極。（3）聲音采集傳感器的S引腳為信息輸出引腳，表示聲音采集傳感器的輸出狀態(tài)，輸出信號(hào)為模擬信號(hào)，可以連接到Arduino開發(fā)板的任意一個(gè)模擬引腳［Analogin（模擬輸入）區(qū)域］上。（4）RGB彩燈模塊具有3個(gè)引腳R、G、B，分別代表紅色、綠色和藍(lán)色的燈光信號(hào)。（5）RGB彩燈模塊的GND引腳是接地引腳，用于連接電源的負(fù)極。聲控?zé)舻脑O(shè)備接線圖2．連接引腳（1）將聲音采集傳感器的VCC引腳接到Arduino開發(fā)板的3.3V或5V引腳上。（2）將Arduino開發(fā)板的GND引腳與聲音采集傳感器的GND引腳相連。（3）使用引線將聲音采集傳感器的S引腳接到Arduino開發(fā)板的模擬引腳A0上。（4）將RGB彩燈模塊的R、G、B這3個(gè)引腳分別與Arduino開發(fā)板的數(shù)字引腳2、3、4相連。（5）將Arduino開發(fā)板的GND引腳與RGB彩燈模塊的GND引腳相連。活動(dòng)一組裝設(shè)備三、組裝設(shè)備的注意事項(xiàng)如下。（1）聲音采集傳感器的S端傳輸?shù)男盘?hào)是模擬信號(hào)，因此需要接在Arduino開發(fā)板的Analogin區(qū)域的端口上。（2）聲音采集傳感器的VCC引腳是驅(qū)動(dòng)電流的輸入端，可以接3.3V電壓，也可以接5V電壓。（3）連接線上的引腳較尖銳，在操作過程中要注意安全?；顒?dòng)二編寫圖形程序一、分析程序流程（1）定義變量temp，表示聲音采集傳感器的檢測(cè)結(jié)果。（2）當(dāng)聲音采集傳感器監(jiān)測(cè)到有聲音時(shí)，temp變量會(huì)接收模擬引腳A0的信號(hào)，并通過Arduino開發(fā)板的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換成0～1023的整數(shù)，數(shù)值越大，表示檢測(cè)到的聲音響度越大，當(dāng)數(shù)值為0時(shí)，表示當(dāng)前沒有檢測(cè)到聲音。（3）“串口輸出temp”是用于在編程過程中檢測(cè)聲音采集傳感器是否正確工作的，這不是必需的部分。（4）對(duì)temp值的大小進(jìn)行判斷。在調(diào)試程序時(shí)，我們可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的聲音情況，對(duì)聲音的閾值進(jìn)行合理的設(shè)置，避免聲音采集傳感器控制RGB彩燈模塊過于敏感或過于遲鈍。在本任務(wù)中，我們將控制閾值設(shè)置為200聲控?zé)舫绦蛄鞒虉D活動(dòng)二編寫圖形程序二、搭建程序積木聲控?zé)舫绦蛲暾鞒袒顒?dòng)三解讀程序代碼一、查看Mind+軟件自動(dòng)生成的代碼通過活動(dòng)二搭建好了程序積木框架，為了更好地理解程序的運(yùn)行邏輯，還需要對(duì)Mind+軟件自動(dòng)生成的ArduinoC語(yǔ)言的代碼進(jìn)行解讀，以提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)編程能力。可以按以下操作，查看Mind+軟件根據(jù)程序積木自動(dòng)生成的ArduinoC語(yǔ)言的代碼（Mind+軟件會(huì)自動(dòng)修改變量名、添加注釋）。聲控?zé)舻腁rduinoC語(yǔ)言的代碼（1）單擊Mind+軟件右上角的“代碼區(qū)”按鈕。（2）單擊“自動(dòng)生成”選項(xiàng)卡，就能查看Mind+軟件根據(jù)主窗口的程序積木框架自動(dòng)生成的ArduinoC語(yǔ)言的代碼?；顒?dòng)三解讀程序代碼二、代碼解析代碼含義mind_n_temp=(String(analogRead(A0)).toInt());這行代碼從模擬引腳A0讀取模擬信號(hào)，然后將其轉(zhuǎn)換為整數(shù)，并將結(jié)果存儲(chǔ)在mind_n_temp變量中

Serial.println(mind_n_temp);這行代碼將上一步讀取的模擬電壓值通過串口發(fā)送給計(jì)算機(jī)，以便在串口調(diào)試窗口中查看

if((mind_n_temp>200)){這是一個(gè)條件語(yǔ)句，用于檢查mind_n_temp變量是否大于200。如果條件成立，即模擬電壓值大于200，那么以下的代碼塊將會(huì)執(zhí)行

analogWrite(2,200);向數(shù)字引腳2、3、4輸入模擬信號(hào)，設(shè)置占空比為200/255，即設(shè)置輸出電壓的百分比約為78.4%。

analogWrite()函數(shù)是Arduino提供的函數(shù)，用于模擬輸出（PWM輸出），它允許通過