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# 通过传感器和执行器与物理世界交互
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> 由 [Nitya Narasimhan](https://github.com/nitya) 绘制。 单击图像可查看大图。
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比如电位计。是可以在两个位置间旋转的刻度盘,传感器会测量旋转角度。
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物联网设备将以电压(例如 5V)向电位计发送电信号。当电位计调整时,它会改变从另一侧发出的电压。假设电位计标有从 0 到 [11](https://wikipedia.org/wiki/Up_to_eleven) 的刻度盘,如放大器上的音量旋钮。当电位计处于完全关闭位置 (0) 时,即输出 0V。当处于完全打开位置 (11) 时,即输出 5V。
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最简单的数字传感器是按钮或开关。一个具有两种状态(开或关)的传感器。
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物联网设备上的引脚(如 GPIO)可直接将此信号测量为 0 或 1。如果发送的电压与返回的电压相同,则读取的值为 1,否则值为 0。其无需信号转换,只会是 1 或 0。
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例如家中可能有的调光灯。提供给灯的电压强度决定了它的亮度。
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与传感器一样,物联网设备在数字信号上工作,而非模拟信号。这意味着要发送模拟信号,设备需要数模转换器(DAC),无论是自身具备或使用连接器板。这将来自物联网设备的 0 和 1 转换为执行器可以使用的模拟电压。
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@ -159,7 +159,7 @@
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假设你在使用一个 5V 的电机,你向电机发送短脉冲,将电压切换到高电平(5V)持续 0.02 秒。此时间内,电机可旋转十分之一,即 36°。接着信号暂停 0.02 秒后,发送低电平信号(0V)。每个开关周期持续 0.04 秒,并不断重复该循环。
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这意味着在 1 秒钟内,有 25 次 5V 脉冲使电机每次旋转 0.02 秒,每个脉冲之后有 0.02 秒的 0V 暂停电机旋转。每次脉冲使电机旋转十分之一,电机每秒将完成 2.5 转。即使用数字信号以每秒 2.5 转或 [每分钟 150 转](https://wikipedia.org/wiki/Revolutions_per_minute) (旋转速度的非标准度量) 的速度旋转电机。
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> 🎓 当 PWM 信号导通一半时间,关断一半时间时,称为[50%占空比](https://wikipedia.org/wiki/Duty_cycle)。占空比以信号处于导通与关断状态的时间百分比来衡量。
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可以通过更改脉冲的大小来更改电机速度。例如,使用相同的电机,可保持相同的 0.04 秒循环时间,导通脉冲减半至 0.01 秒,关断脉冲增加到 0.03 秒。每秒具有相同数量的脉冲 (25),但每个脉冲的长度只有之前的一半。半长脉冲仅使电机旋转二十分之一,每秒 25 个脉冲将完成每秒 1.25 转或 75rpm。即通过改变数字信号的脉冲速度,可将电机的速度减半。
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例如 LED 就是简单的数字执行器。当设备发送数字信号 1 时,会发送高电压点亮 LED。当发送 0 时,电压降至 0V,LED 熄灭。
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✅ 你还能想到哪些简单的具备2种状态的执行器?例如螺线管,它是一种电磁铁,可通电激活磁性来执行某些操作,如移动门栓来锁定/解锁门。
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