我现在要再加2个红外传感器TCRT5000来做一个仰卧起坐测试仪,测试的数据发给用树莓派4B做的数据收集器。我纯新手,你给我一个详细的制作过程和完整的代码,只要arduino Nano部分的
时间: 2025-06-26 11:04:15 浏览: 7
<think>好的,我现在要帮用户做一个仰卧起坐测试仪,使用Arduino Nano和两个新增的TCRT5000红外传感器,数据发送到树莓派4B。用户是纯新手,我需要详细解释步骤和代码。
首先,用户之前可能已经有基础设置,现在要加两个传感器。TCRT5000的工作原理是检测反射光,通常用于黑白线检测或物体接近。仰卧起坐测试的话,可能需要检测身体是否达到一定高度,所以安装位置很重要。需要确定传感器如何放置,可能在两侧或顶部,当人坐起时遮挡传感器。
接下来是硬件连接。TCRT5000有四个引脚:VCC、GND、数字输出和模拟输出。通常使用数字输出,因为检测有无物体比较直接。Arduino Nano的数字引脚需要接传感器的OUT脚。每个传感器需要一个数字输入引脚,比如D2和D3。还需要注意上拉或下拉电阻,但TCRT5000模块通常自带比较器,输出数字信号,所以直接连接即可。
电源方面,Arduino的5V和GND可以给两个传感器供电。注意电流是否足够,不过两个传感器应该没问题。接线时要确保正确,避免短路。
然后是代码部分。需要初始化串口通信,设置传感器引脚为输入。主循环中读取两个传感器的状态。当传感器被遮挡(输出低电平)时,计数。但需要考虑防抖动,比如延时检测或多次采样。计数逻辑可能需要判断两个传感器同时被触发,或者依次触发,根据安装位置决定。比如,当人坐起时,先触发一个,再触发另一个,或者同时遮挡。
数据发送到树莓派可以通过串口。使用Serial.println发送计数。波特率要一致,比如9600。代码结构需要包含变量记录状态,比如当前计数、上次状态,避免重复计数。
可能出现的问题:传感器灵敏度调整,可能需要调节模块上的电位器,确保只有在正确位置时才触发。安装位置需要稳固,避免晃动导致误触发。代码中的防抖动处理,比如检测到低电平后等待一段时间再确认。
测试步骤:先单独测试每个传感器,确保触发正确。再同时测试两个,观察计数是否准确。最后整体测试仰卧起坐动作,调整传感器位置和代码逻辑。
用户是新手,可能需要更详细的步骤,比如如何连接导线,如何上传代码,如何查看串口数据。代码部分需要详细注释,解释每一部分的作用,方便用户理解。可能还需要解释如何安装Arduino IDE,安装驱动等基础步骤,但用户问题可能已经有一定基础,所以可能不需要这些。
总结:硬件连接图,代码结构,防抖动处理,计数逻辑,数据发送。需要分步骤解释,确保用户能一步步跟随操作。</think>我将分步骤为您讲解Arduino Nano部分的完整实现方案:
一、硬件连接
1. 准备材料:
- Arduino Nano ×1
- TCRT5000传感器 ×2
- 杜邦线若干
- 面包板 ×1
2. 接线示意图:
传感器1:
VCC → 5V
GND → GND
OUT → D2
传感器2:
VCC → 5V
GND → GND
OUT → D3
二、代码实现(带详细注释)
```cpp
// 仰卧起坐计数器代码
#define SENSOR1_PIN 2
#define SENSOR2_PIN 3
int count = 0; // 总次数计数
bool flag1 = false; // 传感器1触发标志
bool flag2 = false; // 传感器2触发标志
unsigned long lastTime = 0; // 防抖动计时
void setup() {
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
pinMode(SENSOR1_PIN, INPUT);
pinMode(SENSOR2_PIN, INPUT);
}
void loop() {
// 读取传感器状态(检测到障碍物时输出低电平)
bool sensor1 = !digitalRead(SENSOR1_PIN); // 取反使检测到信号时为true
bool sensor2 = !digitalRead(SENSOR2_PIN);
// 动作判断逻辑
if (millis() - lastTime > 500) { // 500ms防抖动间隔
if (sensor1 && !flag1) { // 第一阶段触发
flag1 = true;
}
if (flag1 && sensor2 && !flag2) { // 第二阶段触发
flag2 = true;
}
// 完成完整动作
if (flag1 && flag2) {
count++;
Serial.print("Count: ");
Serial.println(count);
// 重置标志
flag1 = false;
flag2 = false;
lastTime = millis(); // 更新防抖时间戳
}
}
}
```
三、安装要点
1. 传感器布局:
- 传感器1安装在坐垫前部(检测躺下状态)
- 传感器2安装在垂直支架上(检测坐起高度)
- 两传感器间距建议20-30cm
2. 灵敏度调节:
- 使用螺丝刀调节传感器蓝色电位器
- 调节时保持测试物距离1-3cm
- 红色指示灯亮起时表示检测到障碍物
四、调试流程
1. 上传代码到Arduino Nano
2. 打开串口监视器(波特率9600)
3. 模拟仰卧起坐动作测试:
- 先遮挡传感器1(模拟躺下)
- 再遮挡传感器2(模拟坐起)
- 观察串口输出计数是否增加
五、树莓派对接
在树莓派端使用Python代码接收数据:
```python
import serial
ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600)
while True:
if ser.in_waiting:
data = ser.readline().decode().strip()
print(f"当前仰卧起坐次数:{data}")
```
六、常见问题处理
1. 计数不准确:
- 检查传感器安装位置
- 调节电位器增强灵敏度
- 在代码中调整防抖时间(500ms参数)
2. 数据无法传输:
- 检查USB连接是否正常
- 确认串口端口号是否正确
- 确保波特率双方一致
3. 误触发问题:
- 避免环境光直射传感器
- 在传感器表面加装遮光罩
- 在代码中增加滤波算法(示例代码已包含基础防抖)
建议先使用Serial.println(sensor1)和Serial.println(sensor2)单独测试每个传感器的触发状态,确认硬件工作正常后再进行完整测试。
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