Page 29 - 仁濟醫院靚次伯紀念中學2019

STEM @LCP Makerspace

教材分享：

智能換水水族箱(二)

陳瑋麟老師

換水系統最主要透過Arduino微控制器開關水底水泵及超聲波測距器監控水位，現在讓我們認識當中的兩個重要部件：
繼電器

一般家用電器 (如換水系統中的水底水泵) 以市電電壓 (220V)
運作，而Arduino輸出的電壓是5V，我們怎樣以Arduino控制它們
呢？使用繼電器就可以了。

繼電器模組能利用小電壓控制大電壓，運作原理為利用電磁鐵
的磁力，吸引開關的切換。繼電器的一端需連接至Arduino的數位
輸出 (Digital Out) ，而另一端則連接至電器並與市電電源接通。

■ 繼電器模組

■ 繼電器連接至Arduino的一端。IN接口 ■ 繼電器連接至電器的一端。把電器的火線斷
需連接至Arduino其中一個數位輸出， 開，斷開的兩端分別連接至繼電器的COM及
而DC+ 及DC- 分別連接至Arduino的 NO接口。 (因涉及大電壓的使用，必須由合資
5V輸出及接地 (GND) 接口。 格人仕處理，並於接駁好後把整個裝置絕緣。)

NO，就是常開（Normal Open）的意思，代表於繼電器未通電的情況下電路是斷開的。當Arduino的相應數位輸出
被指定為高輸出（1 or HIGH）時，繼電器的開關便會使電路閉合，電器便會開始運作。相反當Arduino的相應數位輸
出被指定為低輸出（0 or LOW）時，電器便會停止運作。

超聲波測距器
■ 左方的是模組的超 超聲波測距器是由超聲波發射器、超聲波接收器和控制電路所組成。
聲波發射器，而右方
的為超聲波接收器。 音在空氣中的傳播速度大約是每秒340米。要得知聲音傳播 1 厘米所
需的時間，可用下例數式計算：
1/340米=1/34000厘米=0.00002941118…秒

經換算後約等於29.4微秒，即聲音傳播 1 厘米需時29.4微秒。
由於超聲波從發射到返回是兩段距離，因此在計算時必須將結果除以
2才是正確的物體距離。我們可以利用下例公式以Arduino編程計算出以厘
米為單位的物體距離：
■ 超聲波測量距離的方法，是測量聲音
在模組與物體之間往返經過的時間。 測量得到音波來回傳播所需時間 / 2 / 29.4

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