如何使用 SHARP Optical Dust Sensor 量測懸浮粒子以及計算空氣品質指數 ( AQI, Air Quality Index )

這是關於露天賣場懸浮粒子感測器的範例展示與使用說明網頁。此網頁將會說明如何使用 SHARP GP2Y1010AU0F Dust Sensor 量測出 PM2.5 與 PM10 懸浮粒子的濃度，並計算得出相對應的空氣品質指數 ( Air Quality Index, AQI )。

千言萬語說一大堆，倒不如先看影片中的展示，剩下的我再後補！

螢幕左上方是 Arduino IDE 的畫面，用來直接修改使用 PM2.5 或是 PM10 的懸浮粒子大小的定義，這些是用來對照到 AQI ( 空氣品質指數 ) 的數值。

螢幕左下方，是 Serial Monitor 的輸出畫面。輸出 Vo 的讀取到的類比轉數位的數值 ( 0-1024 )；計算成電壓的數值；由電壓對照出的懸浮粒子密度值；懸浮粒度值轉換成 AQI 指數。

螢幕右上角，是配合整合型 LCD 顯示 AQI 數值以及相對應的懸浮粒子危險等級文字訊息。

上面只是粗略的對於 PM2.5 與 PM10 做說明，WiKi：空氣品質指數有討論關於空氣品質指數的計算，而我們的範例是假設 PM2.5 和 PM10 是空氣品質分指數裡面最高的，而且是將數據即時顯現出來；對於 PM2.5 或 PM10 必須要連續 24 小時的數據做平均來得到的，這一點使用時必須要特別注意！

詳細的說明，等我寫完再更新上來........ 待續..........

{ 內建四種控制模式整合型 1602 英文字型液晶螢幕 } IIC 通訊模式下，LCD 控制功能展示

3V3, 內建四種控制模式整合型 1602 英文字型液晶螢幕, IIC 通訊模式

Note：預設出貨設定是 IIC 通訊控制模式。經過簡單的改裝之後，就可以變成與上圖一樣可使用四種通訊模式控制的 1602 英文字型液晶螢幕。

這片外觀與一般 1602 英文字型液晶螢幕相無異的 LCD ( 正面如上圖，背面如下 3V3 與 5V 兩款 )

3V3 與 5V0 兩種不同電源輸入的 1602 LCD 背面

在不須外掛任何晶片的情況之下，可以使用四種方法來做控制：

• 並行通訊
• 4-bit 匯流排模式
• 8-bit 匯流排模式
• 串列通訊
• IIC ( or 稱 I2C) 模式
• 4 線 SPI 模式

eZ430 運動手錶控制樹莓派小車 ( 開迴路控制 )

網頁最後修改時間：2016/05/06

在這個網頁中，主要是展示 L298N 馬達驅動板的使用方法，以及怎麼使用 LPD8806 作為 PWM 訊號產生器控制馬達的轉速。

如何使用 Bosch BMP180 數位氣壓感測器模組計算溫度、大氣壓力與海拔高度 ?

Bosch BMP180 數位氣壓感測模組可至露天賣場訂購：

• Bosch BMP180 數位氣壓感測模組 ( 氣壓、溫度 ) - (可用於 Raspberry Pi, Arduino, 單晶片, 8051, AVR)

Bosch BMP180 Digital Barometric Pressure Sensor, source: http://www.bosch-sensortec.com/

在這篇網頁，我們將說明如何使用 I2C 通訊方式取得 BMP180 裡的溫度與壓力的原生資料 ( raw data )，並藉由晶片內部存放在 EEPROM 裡的 11 個校正係數，計算出氣壓模組現處環境的溫度 ( 真實溫度 ) 與大氣壓力 ( 真實壓力 )。微處理器間的電路接線與程式測試，請參考後續的部落格網頁中的說明。

由於高度不同產生的大氣壓力也不同，所以由 BMP180 所計算出來的壓力和溫度值，可以用來計算出現處環境的海拔高度作為 "高度計" 使用，但前提是：海平面的壓力必須清楚得知 !

得到高度可以做什麼 ? GPS 導航時，若沒有高度計，上下橋就不知道是在橋上或是橋下；做室內導航時，就不知道現在是在一樓還是在二樓。這些都只是其中的一些應用，所以根據官網以及網路上的資料， BMP180 可以應用在下面的用途上：

• 加強 GPS 精確導航能力 ( 航位推算，坡度 ( 上下橋 ) 檢測等 ) 
• 室內與室外導航 
• 休閒、體育和醫療健康等監測
• 天氣預測
• 垂直速度指示 ( 上升 / 下降速率 ) 
• 風扇轉速控制 ( 利用溫度值 )

BMP180 模組使用提示 - Arduino 接線與程式測試

網頁中所使用的零件可至露天賣場訂購：

• Bosch BMP180 數位氣壓感測模組 ( 氣壓、溫度 ) - (可用於 Raspberry Pi, Arduino, 單晶片, 8051, AVR)


• {5V}整合型{ 4/8BIT,IIC,4SPI }1602英文字型LCD螢幕 (附排針與可變電阻,16x2,藍底白色,LED背光)-可用於Arduino,單晶片,8051,AVR)

I²C 電壓轉換電路請參照下面網頁的說明

• 使用 N-Channel MOSFET 做 I2C 電壓準位轉換電路

BMP180 的晶片使用說明與溫度、氣壓和海拔高度的計算，請參考下面網頁中的說明

• 如何使用 Bosch BMP180 數位氣壓感測器模組計算溫度、大氣壓力與海拔高度 ?

如果沒有購買賣場的 BMP180 數位氣壓感測器模組，在沒有賣場提供的程式碼之下，這網頁中的內容就對你幫助不大。

Arduino + I²C 電壓準位轉換電路 + BMP180 數位氣壓感測模組，可在外接其他不同電壓準位的 I²C 裝置

這篇網頁主要是說明如何 BMP180 數位氣壓感測模組與 Arduino 的接線與程式測試，使用 Arduino 本身硬體 I²C 做通訊，並且將輸出結果直接輸出到 Serial Port 上，所有計算過程與結果可直接輸出到其 Arduino Monitor 或是 Serial Port 軟體上。實際完成的接線如上圖所示，程式測試結果請看下面的程式測試部分。

BMP180 模組使用提示 - 單晶片接線與程式測試

網頁最後修改時間：2016/08/03

網頁中所使用的零件可至露天賣場訂購：

• Bosch BMP180 數位氣壓感測模組 ( 氣壓、溫度 ) - (可用於 Raspberry Pi, Arduino, 單晶片, 8051, AVR)


• {5V}整合型{ 4/8BIT,IIC,4SPI }1602英文字型LCD螢幕 (附排針與可變電阻,16x2,藍底白色,LED背光)-可用於Arduino,單晶片,8051,AVR)

I2C 電壓轉換電路請參照下面網頁的說明

• 使用 N-Channel MOSFET 做 I2C 電壓準位轉換電路

BMP180 的晶片使用說明與溫度、氣壓和海拔高度的計算，請參考下面網頁中的說明

• 如何使用 Bosch BMP180 數位氣壓感測器模組計算溫度、大氣壓力與海拔高度 ?

單晶片的配置是最小可動作的線路，接線電路圖可在上述零件購買之後所提供的資料連結的雲端硬碟資料夾 ( schematics\8051_燒錄器.pdf  )中找到，照著電路圖接就可以了。

如果沒有購買賣場的 BMP180 數位氣壓感測器模組，在沒有賣場提供的程式碼之下，這網頁中的內容就對你幫助不大。

AT89S52 + I²C 電壓準位轉換電路 + BMP180 數位氣壓感測模組 + {5V}整合型 1602 LCD @ I²C Mode

這篇網頁主要是說明如何 BMP180 數位氣壓感測模組與 AT89S52 的接線，並且使用 Bit-Banging 的方式模擬 I²C 通訊，讀取與控制 BMP180 與 整合型 1602 LCD，接線與程式測試的結果就如上圖所示。

BMP180 模組使用提示 - Raspberry Pi 接線與程式測試

網頁中所使用的零件可至露天賣場訂購：

• Bosch BMP180 數位氣壓感測模組 ( 氣壓、溫度 ) - (可用於 Raspberry Pi, Arduino, 單晶片, 8051, AVR)


• {3V3} 整合型{ 4/8BIT,IIC,4SPI }1602英文字型LCD螢幕(附排針,16x2,藍底白色,LED 背光)-可用於樹莓派,Arduino,單晶片,8051,AVR)

I2C 電壓轉換電路請參照下面網頁的說明

• 使用 N-Channel MOSFET 做 I2C 電壓準位轉換電路

BMP180 的晶片使用說明與溫度、氣壓和海拔高度的計算，請參考下面網頁中的說明

• 如何使用 Bosch BMP180 數位氣壓感測器模組計算溫度、大氣壓力與海拔高度 ?

如果沒有購買賣場的 BMP180 數位氣壓感測器模組，在沒有賣場提供的程式碼之下，這網頁中的內容就對你幫助不大。

Raspberry Pi + BMP180 數位氣壓感測模組 + {3V3}整合型 1602 LCD @ I²C Mode

這篇網頁主要說明如何使用賣場所提供的樹莓派 ( Raspberry Pi ) BMP180 程式。這程式只包含一個檔案，所有 BMP180 的操作、溫度、大氣壓力、海拔高度，以及反算海平面壓力與大氣壓力都在其中，經由檔案開頭處的參數設定，就可以很方便操控整個程式 !

操作八通道光隔離繼電器模組 - 使用 Raspberry Pi ( 樹莓派 )

網頁最後修改時間：2019/05/24

這網頁主要用來說明八通道繼電器模組的使用，已樹莓派做範例展示。

[ 認識與使用 Gertboard ] 第五部曲 - 數位轉類比 ( MCP4802 ) 和類比轉數位 ( MCP3002 ) 轉換器 ( D to A and A to D converters )

學習樹莓派週邊不容錯過的學習利器 "Assembled Gertboard (Rev2.0)"，心動不如馬上行動！！露天賣場：

Assembed Gertboard (Rev2.0) - 利用 Raspberry Pi (樹莓派) 學習與開發電子 (週邊) 的最佳拍檔

PiGertboard 套件 (A) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 嵌入式套件

PiGertboard 套件 (B) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 外接式套件

Gertboard - A to D and D to A Converters ( 橙色部分 )，source: Gertboard User Manual (Rev 2.0)

Gertboard - D to A Converter 電路圖，source: Assembled Gertboard Schematics

Gertboard - A to D Converter 電路圖，source: Assembled Gertboard Schematics

Gertboard -  電路圖，source: Assembled Gertboard Schematics

[ 認識與使用 Gertboard ] 第四部曲 - 馬達驅動控制器 ( Motor Controller )

學習樹莓派週邊不容錯過的學習利器 "Assembled Gertboard (Rev2.0)"，心動不如馬上行動！！露天賣場：

Assembed Gertboard (Rev2.0) - 利用 Raspberry Pi (樹莓派) 學習與開發電子 (週邊) 的最佳拍檔

PiGertboard 套件 (A) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 嵌入式套件

PiGertboard 套件 (B) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 外接式套件

Gertboard - Motor Controller ( 粉紅色框線 )，source: Gertboard User Manual (Rev 2.0)

GertBoard 使用 ROHM BD6222HFP 做為馬達驅動控制器，可以驅動最大電壓 DC 18V 電流 2A 的直流有刷馬達。晶片 ( 如下圖 ) 有兩支接腳 MOTOR_A 與 MOTOR_B 可以輸入高或低準位控制直流馬達轉動方向，並且可以在單一接腳輸入 PWM 訊號對馬達進行轉速的控制，這兩支接腳位於電路板中間偏右下的位置，標示名稱是 J5，接腳名稱為 MOTA 與 MOTB

Gertboard - Open Collector Driver 電路圖，source: Assembled Gertboard Schematics

[ 認識與使用 Gertboard ] 第三部曲 - ULN2803 開集極驅動 ( Open Collect Driver )

學習樹莓派週邊不容錯過的學習利器 "Assembled Gertboard (Rev2.0)"，心動不如馬上行動！！露天賣場：

Assembed Gertboard (Rev2.0) - 利用 Raspberry Pi (樹莓派) 學習與開發電子 (週邊) 的最佳拍檔

PiGertboard 套件 (A) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 嵌入式套件

PiGertboard 套件 (B) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 外接式套件

Gertboard - Open Collector Driver ( 黃色框線 )，source: Gertboard User Manual (Rev 2.0)

GertBoard 的 open collector driver ( 開集極驅動，位置位在 GertBoard 的右上方 ) 使用八通道 ULN2803 達靈頓驅動 IC，電壓輸出最大可達 DC 50V，每一通道最大電流可達 500mA，可以用來驅動 LEDs、直流馬達、步進馬達以及繼電器，但在 GertBoard 只開放六個通道做使用。

Gertboard - Open Collector Driver 電路圖，source: Assembled Gertboard Schematics

[ 認識與使用 Gertboard ] 第二部曲 - 輸出入緩衝線路 ( 開關和 LED )

學習樹莓派週邊不容錯過的學習利器 "Assembled Gertboard (Rev2.0)"，心動不如馬上行動！！露天賣場：

Assembed Gertboard (Rev2.0) - 利用 Raspberry Pi (樹莓派) 學習與開發電子 (週邊) 的最佳拍檔

PiGertboard 套件 (A) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 嵌入式套件

PiGertboard 套件 (B) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 外接式套件

Gertboard - Buffer I/O ( + switches and LEDs )，source: Gertboard User Manual (Rev 2.0)

緩衝器可以作為輸出的驅動也可以保護內側的電路。也就是將原本的輸出訊號在經過緩衝器之後可以驅動更多的元件；或是當外部輸出短路或是有突波訊號時，會先衝擊到緩衝器，進而保護接收輸出訊號的元件。

另外，在網路上找到這英文的說明可作為參考，若還是存在疑問請自行 Google 一下 !!!

Buffers (in analog circuits) are used when you need to lower the impedance/increase current capability. They're also useful if you want to tap a signal in a circuit and don't want to put a load on that circuit that might cause the voltage to drop. For example, you might have a circuit that generates a signal and you want to bring that signal out to an external connector that you can plug a data logger or whatever into. If you put a buffer in between the original signal and the data logger output, you don't have to worry about the data logger causing a voltage drop on the original signal. Or if you accidentally short out the output, the circuit won't be affected or damaged.

Another use for a buffer is if you have a chip that has a high output impedance (such as an accelerometer) which you want to feed into a ADC that has a lower input impedance. The ADC would load the accelerometer too much and the voltage will drop; the buffer will prevent that.

Digital buffers are used as logic inverters (inverting buffers) or as simple buffers similar to the analog example above (to increase fan-out capabilities or to protect circuits against shorts when going to an external connector).

[ 認識與使用 Gertboard ] 首部曲 - 瞭解 GertBoard 電路板、建置編輯環境與測試程式碼下載與安裝

Gertboard 可說是 Raspberry Pi (樹莓派) 一個理想的添加裝置，特色有：

• 可直接插入到樹莓派上


• 可以檢測與響應外部物理事件


• 檢測與輸出類比電壓


• 驅動 (直流、步進) 馬達 (18V, 2A max)


• 檢測按鍵動作


• 點亮 LED


• 驅動繼電器


• 六大區塊各自獨立，可互相結合使用，更富使用上的彈性 ! (請看下面說明)


• 以上全部都可由樹莓派直接做控制


• 豐富的軟體資源與使用者手冊，讓使用上更加的方便 !

人體紅外線感應 ( PIR ) 模組系列文章

人體紅外線感應模組相關的系列文章，介紹如下：

• 簡易人體紅外線感應 (PIR) 模組測試電路

 這篇主要是用來測試以及熟悉 PIR 模組的操作；除了大略說明 PIR 模組之外，文章中也利用所附的電阻與 LED 做出簡單測試電路，並且再利用賣場中的兩通道光隔離繼電器模組實際控制交流電燈的開關 (照片中的 LED 燈是使用 AC 驅動的自製 LED 燈泡)，就已經可以直接做為夜晚照明節能用燈。

此網頁中主要是賣場 PIR 模組的使用說明，希望購買者在使用之前能先閱讀此篇文章！

Raspberry Pi (樹莓派) 驅動兩路繼電器模組

需要繼電器模組的話話請到露天賣場訂購：二通道光耦合隔離繼電器模組

使用繼電器可以實現使用小電壓控制大電壓設備的目的，若是再配合網路通訊便可實現遠端控制，家電自動化的目的。

利用繼電器實現遠端家電控制